В правильной четырехугольной пирамиде SABCD с вершиной S длина перпендикуляра, опущенного из основания H высоты пирамиды SH на грань SDC равна а угол наклона бокового ребра SB к плоскости основания равен 60°.
а) Найдите радиус сферы, описанной около пирамиды SABCD.
б) Через середину высоты SH пирамиды проведена плоскость, параллельная основанию ABCD. Найдите отношение площади сечения описанного около пирамиды шара к площади сечения пирамиды этой плоскостью.
По условию поэтому треугольник BSD — равносторонний. Пусть
тогда
Значит, апофема пирамиды равна
а высота пирамиды (то есть высота треугольника SCA) равна
Рассмотрим треугольник, образованный двумя апофемами противоположных граней и отрезком длиной соединяющим их концы. С одной стороны его площадь равна
C другой стороны она же равна половине произведения апофемы на высоту к ней, поэтому эта высота равна а расстояние от точки H до апофемы — вдвое меньше. Но оно и есть расстояние от H до плоскости CSD, откуда
а) Рассмотрим центр описанной окружности треугольника SCA (он же — центр описанной окружности треугольника SDB). Это точка равноудалена от всех вершин, поэтому является центром описанной сферы пирамиды. Значит,
б) Сечение пирамиды этой плоскостью — очевидно квадрат со стороной и площади 7. Сечение сферы радиуса R плоскостью, проходящей на расстоянии
от центра, представляет собой окружность радиусом
Очевидно расстояние от центра сферы до середины высоты равно
Поэтому площадь сечения будет равна:
Значит, искомое отношение равно
Ответ: а) б)

