Учебник «Геометрия. 10–11 классы», с. 76, §2 Пирамида
№246. Высота треугольной пирамиды равна 40 см, а высота каждой боковой грани, проведённая из вершины пирамиды, равна 41 см. а) Докажите, что высота пирамиды проходит через центр окружности, вписанной в её основание. б) Найдите площадь основания пирамиды, если его периметр равен 42 см.
✎ Запись в тетрадь
Дано:
PABC — пирамида; PO⊥(ABC), PO=40 см; высоты боковых граней из P равны 41 см; PABC=42 см
Идея. Основание высоты пирамиды — проекция вершины на основание. Высоты боковых граней падают на стороны основания, и по расстояниям от проекции до сторон видно, что это центр вписанной окружности.
1Прямая AB перпендикулярна двум пересекающимся прямым PM и PO плоскости POM (признак перпендикулярности прямой и плоскости, п. 17). Значит, она перпендикулярна и всякой прямой этой плоскости, в частности OM. Значит, OM — расстояние от O до прямой AB.
2△POM — прямоугольный с прямым углом O: гипотенуза PM=41, катет PO=40. Для двух других граней — тот же треугольник с теми же числами.
3Точка плоскости, равноудалённая от трёх сторон треугольника, — центр вписанной окружности: окружность с центром O и радиусом 9 касается всех трёх сторон в основаниях высот граней.
4Площадь описанного многоугольника: S=21Pr (треугольник разбивается на три треугольника с вершиной O и высотой r к каждой стороне).
Частая ошибка. Реального треугольника с такими числами нет: при периметре 42 радиус вписанной окружности не больше 2314≈4,04 (равносторонний), а в условии он равен 9. Формулы при этом работают, и ответ 189 см² — тот, что в книге; чертёж схематичный.