Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Дан параллелепипед .
а) Докажите, что около параллелепипеда можно описать сферу тогда и только тогда, когда он прямоугольный.
б) Найдите площадь поверхности данного параллелепипеда, если его объем равен 8, а радиус сферы, описанной около параллелепипеда, равен .
а) Если сфера описана около параллелепипеда, то ее центр находится на одинаковом расстоянии от всех вершин параллелепипеда.
Будем сокращенно записывать как .
Пусть — центр сферы. Расстояния от точки до вершин одинаковы и равны .
Проведем . Рассмотрим , , , . Они равны как прямоугольные по общему катету и гипотенузе. Следовательно, равноудалена от вершин , то есть — центр описанной около окружности. Если около параллелограмма можно описать окружность, то он — прямоугольник.
Аналогично поступаем с каждой гранью и получаем, что все его грани — прямоугольники. Это по определению и есть прямоугольный параллелепипед.
Все грани — прямоугольники. Рассмотрим прямую , где и — центры нижнего и верхнего оснований соответственно (точки пересечения диагоналей). параллельна боковым ребрам и перпендикулярна основаниям. Пусть — середина . Так как расстояния от точки до вершин равны, расстояния от до вершин равны, а также все эти расстояния равны между собой, имеем: треугольники как прямоугольные по двум катетам. Следовательно, гипотенузы равны, то есть расстояния от точки до всех вершин одинаковы. Значит, около него можно описать окружность.
Зааметим, что диагонали параллелепипеда пересекают в точке , следовательно, центр сферы, описанной около параллелепипеда есть точка пересечения его диагоналей, причем диагонали являются диаметрами сферы.
б) Обозначим ребра как , , , как показано на рисунке.
В пункте а) мы доказали, что точка пересечения диагоналей есть центр описанной сферы. Следовательно, половина диагонали параллелепипеда есть радиус этой сферы. То есть .
Нам требуется найти площадь полной поверхности , то есть выражение .
Известно, что , .
По неравенству о среднем
Равенство достигается тогда и только тогда, когда .
Следовательно,
б)
Специальные программы
Программа
лояльности v2.0
Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!
Крути рулетку
и выигрывай призы!
Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.
Бесплатное обучение
в Школково
Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.
Налоговые вычеты
Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».
Специальное предложение
для учителей
Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!
Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ
Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!