Задача
Сфера касается всех рёбер тетраэдра. Соединим точки касания на парах несмежных рёбер.
Докажите, что три полученные прямые пересекаются в одной точке.
Решение
Решение 1: Поместим в каждую вершину массу, обратную длине проведённой из этой вершины касательной к сферы (все три касательные для данной вершины, очевидно, равны). Тогда точка касания ребра совпадает с центром масс его концов, и, следовательно, все три отрезка из условия пересекаются в центре масс полученной системы материальных точек.
Решение 2: ПустьK, L, M, N, P, R– точки, в которых соответственно рёбраAB, AC, AD, BC, BD, CDтетраэдраABCDкасаются сферы,a, b, c, d– длины касательных, выходящих соответственно из вершинA, B, C, D.
ПлоскостиABDиBCDпересекаются по прямойBD. По теореме Менелая (применённой к треугольникуABD) прямаяMKпересекаетBDв точке, делящей отрезокBD(внешним образом) в отношении
По той же причине прямаяRNпересекаетBDв той же точке, так как
(Если b = d, тоMKиRNпараллельныBD.) Значит, прямыеMKиRNлежат в одной плоскости (пересекаются или параллельны). Следовательно, прямыеMNиKRтакже пересекаются (почему они не параллельны?!).
Аналогично, прямаяLPпересекаетMNиKR. Поскольку эти три прямые очевидно не лежат в одной плоскости, они должны пересекаться в одной точке.
Ответ
Ответ задачи отсутствует
Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь