Назад
Задача

Все грани шестигранника – четырёхугольники, а в каждой его вершине сходятся по три ребра. Верно ли, что если для него существуют вписанная и описанная сферы, центры которых совпадают, то этот шестигранник – куб?

Решение

  Первый способ. Отличный от куба шестигранник, в каждой вершине которого сходятся по три ребра (назовём его кубоидом), можно получить из правильного тетраэдра следующим образом. Рассмотрим куб ABCDA1B1C1D1 с центром O и правильный тетраэдр ACB1D1 (см. рис.).

  Две плоскости, параллельныеABCDи касающиеся вписанной сферы тетраэдраACB1D1, отсекают от этого тетраэдра две части. Оставшаяся часть тетраэдра представляет собой пример кубоида, удовлетворяющего условию задачи. Его вершины – это вершины двух прямоугольников (два сечения тетраэдра плоскостями), в силу симметрии все они равноудалены от центра кубаO, который также является центром вписанной сферы для тетраэдра (а значит, и для построенного кубоида).   Второй способ. Возьмём в некоторой плоскости прямоугольник с центром O и сторонами a и b  (b ≥ a),  повернём его относительно точки O на 90° и поднимем на высоту h над этой плоскостью (рис. слева). Получим новый прямоугольник с центром O'.
  Восемь вершин двух прямоугольников (исходного и полученного) являются вершинами некоторого кубоида. Все эти вершины лежат на сфере с центром в середине отрезкаOO'. Выберемhтак, чтобы сфера с центром в середине отрезкаOO'и радиусаh/2касалась боковых граней кубоида. Для этого рассмотрим его сечение плоскостью, проходящей через прямуюOO'параллельно какой-нибудь паре сторон прямоугольника. Оно представляет собой равнобедренную трапецию с основаниямиaиb, в которую вписана окружность диаметраh(рис. справа). Боковые стороны этой трапеции равныa+b/2, поэтому  .
Ответ

Неверно.

Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь

Комментариев нет