Основанием пирамиды PABC является правильный треугольник ABC со стороной 6. Каждая боковая грань образует с плоскостью основания угол Найдите радиус сферы, вписанной в данную пирамиду.
Случай 1. Пирамида правильная. Пусть PL — апофема пирамиды, PH — ее высота. Тогда:
Случай 2. Пирамида неправильная, ее вершина проектируется в центр вневписанной окружности. Найдем радиус вневписанной окружности:
Для вычисления высоты пирамиды найдем тангенс угла α:
Тогда
Найдем апофему пирамиды PH — высоту Δ BPC:
Докажем, что высоты треугольников APB и APC, проведенные к AB и АС соответственно, равны PH. Пусть точки D и E — точки касания продолжений сторон АС, AB треугольника ABC и вневписанной окружности соответственно. Тогда PE, PD, PH, являющиеся высотами треугольников APB, APC, BPC, равны как наклонные, имеющие равные проекции, — радиусы одной и той же вневписанной окружности. Таким образом, треугольники APB, APC, BPC — равновелики. Итак,
Теперь найдем искомый радиус вписанной сферы:
Ответ:

