В тетраэдре ABCD углы ∠CAB, ∠ABD и ∠BDC — прямые, а длины ребер AB, BD, DC равны√11, 2√5, 4 соответственно. Найдите радиус описаний сферы

22 Авг 2023 в 19:40
39 +1
0
Ответы
1

Для решения данной задачи нам потребуется формула для радиуса описанной сферы тетраэдра, которая выглядит следующим образом:

R=abc4V,R = \dfrac{abc}{4V},R=4Vabc ,

где a, b, c - длины ребер тетраэдра, V - его объем.

Сначала найдем объем тетраэдра ABCD. Для этого воспользуемся формулой объема тетраэдра через площадь основания и высоту:

V=13S⋅h,V = \dfrac{1}{3}S \cdot h,V=31 Sh,

где S - площадь треугольника ABC, h - высота тетраэдра, опущенная из вершины D на плоскость ABC.

Треугольник ABC - прямоугольный, поэтому его площадь равна:

S=12⋅AB⋅AC=12⋅11⋅25=55.S = \dfrac{1}{2} \cdot AB \cdot AC = \dfrac{1}{2} \cdot \sqrt{11} \cdot 2\sqrt{5} = \sqrt{55}.S=21 ABAC=21 11 25 =55 .

Определим высоту h с помощью теоремы Пифагора для прямоугольного тетраэдра ABCD:

h2=BD2−(BC⋅cos⁡∠BDC)2=11−(25⋅221)2=11−1621=11521,h^2 = BD^2 - (BC \cdot \cos{\angle{BDC}})^2 = 11 - (2\sqrt{5} \cdot \dfrac{2}{\sqrt{21}})^2 = 11 - \dfrac{16}{21} = \dfrac{115}{21},h2=BD2(BCcosBDC)2=11(25 21 2 )2=112116 =21115 ,

h=11521.h = \sqrt{\dfrac{115}{21}}.h=21115 .

Теперь можем рассчитать объем тетраэдра:

V=13⋅55⋅11521≈5.15.V = \dfrac{1}{3} \cdot \sqrt{55} \cdot \sqrt{\dfrac{115}{21}} \approx 5.15.V=31 55 21115 5.15.

Теперь можем найти радиус описанной сферы:

R=11⋅25⋅44⋅5.15=85520.6≈1.83.R = \dfrac{\sqrt{11} \cdot 2\sqrt{5} \cdot 4}{4 \cdot 5.15} = \dfrac{8\sqrt{55}}{20.6} \approx 1.83.R=45.1511 25 4 =20.6855 1.83.

Таким образом, радиус описанной сферы тетраэдра ABCD равен примерно 1.83.

16 Апр 2024 в 16:04
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир