Высота правильной треугольной призмы ABCA1B1C1 равна 6. Сфера радиуса касается всех боковых граней призмы. На отрезках AA1 и BB1 выбраны соответственно точки M и K такие, что KM и AB — параллельны, а плоскости ACK и MB1C1 касаются сферы Найдите объём призмы и длину отрезка BK.
Поскольку сфера радиуса r касается всех боковых граней призмы, то в основания призмы можно вписать окружности того же самого радиуса r. Значит, сторона основания равна площадь основания
объём призмы равен Из того, что призма правильная, а сфера касается всех её граней, следует, что плоскость также касается сферы; при этом точки касания сферы с плоскостями и лежат на отрезках и где точки Q и
Рассмотрим плоскость прямоугольника Обозначим центр окружности получающейся в сечении сферы данной плоскостью, через O, а точки касания отрезков и KQ с окружностью — G, J и P соответственно. Высота треугольника равна высоте треугольника, лежащего в основании призмы, то есть
Запишем площадь треугольника двумя способами: и
где p — полупериметр треугольника Следовательно, Обозначим тогда
Значит, Тогда формула Герона даёт, что откуда
Подставляя значение радиуса из условия, получаем уравнение следовательно, или Тогда или а так как
то или
Ответ: или