Различные точки A, B и C лежат на окружности основания конуса с вершиной S так, что отрезок AB является её диаметром. Угол между образующей конуса и плоскостью основания равен 60°.
a) Докажите, что
б) Найдите объем тетраэдра SABC, если и
а) Пусть точка O — центр основания конуса. Тогда следовательно, треугольник ABS равносторонний. Пусть его сторона равна a, значит,
Применим теорему косинусов к треугольникам ASC и BSC, получим:
Вписанный угол ACB опирается на диаметр, поэтому он равен 90°. Следовательно, треугольник ABC прямоугольный, и по теореме Пифагора Подставляя длины сторон, выраженные через a, получаем:
Это и требовалось доказать.
б) Из условий
пользуясь предыдущим пунктом, находим:
Найдем площадь лежащего в основании тетраэдра треугольника ABC:
Отрезок SO — высота тетраэдра — высота равностороннего треугольника ASB, откуда Найдём объем тетраэдра:
Ответ: б)
Приведем другое решение.
а) Пусть O — центр основания конуса. Тогда следовательно, треугольник ABS равносторонний. По теореме косинусов
Заметим, что, поскольку угол ACB опирается на диаметр, он равен 90°. Тогда Тогда
б) По условию тогда
откуда
Далее,
Отрезок SO — высота тетраэдра, Окончательно найдём объем тетраэдра:
Ответ: б)

