Равны по стороне, по углам и по общей стороне АF
Обозначим AD=a AB=b AA₁=c
a²+c²=(√106)² a²+c²=106 a²=106-c²
b²+c²=13² b²+c²=169 b²+c²=169 b²+c²=169
a²+b²=15² a²+b²=225 106-c²+b²=225 b²-c²=119 сложим ⇒ 2b²=288 b²=144 b=12
c²=169-144 c²=25 c=5
a²=106-25 a²=81 a=9
Sпол=2(ab+bc+ac) Sпол=2(9·12+12·5+9·5)=426
<span>Ну, баллов много, но задача эта совсем не сложная.
Логически она решается "на раз". Все, что надо сообразить - что середина SB - пусть это точка E - проектируется на основание прямо в центр ромба H (точку пересечения диагоналей AC и BD). Это означает, что плоскость ABC и плоскость AEC - перпендикулярны.
Сечения сферы этими перпендикулярными плоскостями - это просто окружности, описанные вокруг треугольников ABC (в плоскости ABC) и AEC (в плоскости AEC).
То есть на сфере есть две окружности с общей хордой AC (радиусы окружностей очевидно вычисляются из условия), расположенные в перпендикулярных плоскостях.
Через середину AC перпендикулярно AC проходит плоскость, очевидно содержащая центр сферы - эта плоскость - геометрическое место точек, равноудаленных от A и C, и в ней центр лежит на таком же расстоянии от B и E (которые тоже лежат в этой плоскости, разумеется). Тут главное - не выдумать случайно, что центр О лежит в плоскости ABC - это не так.
А это означает, что центральное сечение является окружностью, описанной вокруг треугольника BEB1, где BB1 - диаметр окружности, описанной вокруг ABC. Точка B1 лежит на продолжении BD.
Получается, что для решения задачи надо 1) найти диаметр окружности, описанной вокруг ABC, BB1 = d; 2) найти радиус R окружности, описанной вокруг треугольника BEB1.
Это и будет искомый радиус сферы. Теперь можно считать.
Пусть a = √30; α = arccos(3/4);
</span>Для треугольника ABC x = BH = a*sin(α/2);<span>
BB1 = d = a/sin(α/2); это просто теорема синусов для ABC;
</span>точно так же для треугольника BEB1
EH = BH*tg(60°) = x*√3;
2*R*sin(60°) = EB1; или, если возвести в квадрат,
4*R^2*(3/4) = EB1^2 = EH^2 + HB1^2 = (d - x)^2 + (x*√3)^2; или
3*R^2 = (d - x)^2 + 3*x^2; при этом d = a/sin(α/2); x = a*sin(α/2); осталось подставить.
<span>3*R^2 = a^2*((1/sin(α/2) - sin(α/2))^2 + 3*(sin(α/2))^2) =
= a^2*((1/2+cos(α)/2)^2/((1/2-cos(α)/2)) + 3*(1/2-cos(α)/2)); =
(подставляем числа)
= 30*((7/8)^2/(1/8) + (3/8)) = 30*(49 + 3)/8 = 3*10*52/8;
R^2 = 520/8 = 65;</span>
DE/AB=Scde/Sabc=3/10
Обозначим DE за 3х, а АВ за 10х. Тогда СЕ=АЕ=ВЕ=5х, СD= √CE²-DE²= √25x²-9x²=4x². Поэтому Scde= 1/2 DE× DC= 1/2× 3x×4x= 6x²= 3. И из этого следует, что х=1/√2=> АВ=10х=5√2
Воувоувоувоувоу целых 7 баллов