Шар, радиус которого равен 2, вписан в правильную четырехугольную пирамиду SABCD с вершиной S. Второй шар радиуса 1 касается первого шара, основания пирамиды и боковых граней BSC и CSD. Найдите объем пирамиды.
Пусть I — центр вписанного шара, — центр шара радиуса 1,
— проекции
на SBC, O — центр основания. Тогда точки
лежат на одной прямой (они равноудалены от трех граней трехгранного угла) и треугольники
и CIH подобны (по двум углам) с коэффициентом
При этом
(из-за касания шаров), откуда
Тогда из прямоугольного треугольника CIO находим
поэтому стороны основания равны 8.
Теперь отметим середину BC — точку P — и заметим, что IP — биссектриса треугольника SPO (точка I равноудалена от его сторон). Тогда
и
Наконец,
Ответ:

