Question

сфера касается всех рёбер правильной четырёхугольной пирамиды Найдите радиус такой сферы если все рёбра пирамиды равны 22см

Answer 1

Радиус r окружности, вписанной в основание пирамиды, равен половине стороны квадрата.

O1M = r = 22/2 = 11.

Центр сферы находится на прямой, проходящей через высоту пирамиды (это для правильной пирамиды).

Составит систему уравнений из треугольников, включающих R к стороне основания, и к боковому ребру.

Это соответственно треугольники OKS и OMS.

Обозначим отрезок О1О = х.

Для пирамиды с равными рёбрами угол наклона бокового ребра к основанию равен 45 градусов. Отсюда вывод: треугольник OKS – прямоугольный равнобедренный.  

KS = kO = R = (ОО1 + Н)/√2 = (х + Н)/√2.    

Высота Н =  L*sin 45° = 22*(√2/2) = 11√2.    

Тогда R =  (х + 11√2)/√2.                                                                      (1)                                                          

Из прямоугольного треугольника МОО1 получаем R² = 11² + x².      (2)

Возведём уравнение (1) в квадрат.

{R² = ((ОО1 + Н)/ √2)² = ((х + 11√2)/ √2)² = (х² + 22√2*х + 242)/2.     (3)  

Приравняем правые части уравнений (2) и (3).

(х² + 22√2*х + 242)/2 = 121 + х²,

х² + 22√2*х + 242 = 242 + 2х2.

Приведя подобные, получаем х² - 22√2*х = 0   или х(х - 22√2) =  0.

Имеем 2 корня: х = 0 и х = 22√2.

Второе значение даёт точку касания боковых рёбер на длине, равной радиусу R = 33 от вершины, то есть за пределами пирамиды. Это решение отбрасываем.

Ответ: R₁ =  (0 + 11√2)/√2 = 11.

  

Answer 2

Для нахождения радиуса сферы, которая касается всех ребер правильной четырехугольной пирамиды, можно использовать формулу:

$r = \frac{a}{2\sqrt{2}}$

где $r$ - радиус сферы, $a$ - длина ребра пирамиды.

В данном случае, все ребра пирамиды равны 22 см, поэтому:

$r = \frac{22}{2\sqrt{2}}$

Вычислим значение:

$r = \frac{22}{2\sqrt{2}} = \frac{22}{2 \cdot 1.414} \approx 7.78$

Таким образом, радиус сферы, которая касается всех ребер правильной четырехугольной пирамиды с ребром длиной 22 см, примерно равен 7.78 см.