Перпендикулярные и равные ребра АD и ВС тетраэдра АВСD являются диаметрами двух оснований цилиндра, длина образующей которого равна длине ребра ВС.
а) Докажите, что осевое сечение цилиндра, проходящее через ВС, делит высоту тетраэдра ABCD, опущенную на грань АВС, в отношении 5 : 3, считая от вершины D.
б) Найдите отношение площади боковой поверхности цилиндра к площади полной поверхности тетраэдра.
а) Пусть отрезок DH — высота тетраэдра. Точка O1 — середина отрезка BC, точка O2 — середина отрезка AD, при этом отрезки O1O2 и BC, а также AD и BC перпендикулярны. Значит, плоскость AO1D перпендикулярна отрезку BC, и тогда плоскости ABC и AO1D перпендикулярны по признаку. Следовательно, отрезок DH лежит в плоскости AO1D. Осевое сечение проходит через отрезок O1O2, значит, отрезок DH пересекает плоскость сечения в точке, лежащей на O1O2, — назовем ее P.
Из условия O1O2 = AD. Пусть AO2 = O2D = x, O1O2 = 2x. По теореме Пифагора Из подобия треугольников AO1O2 и ADH получаем
то есть
Далее находим:
Следовательно,
б) Треугольники AO1D и BO2C являются равнобедренными, их основания и высоты равны, следовательно, равны и сами треугольники. Значит, все грани тетраэдра — равные треугольники. Тогда
а искомое отношение равно
Ответ:

