Боковые рёбра правильной треугольной пирамиды SABC наклонены к плоскости основания под углом 45 градусов. Шар касается плоскости основания ABC в точке A и, кроме того, касается вписанного в пирамиду шара. Через центр первого шара и высоту BD основания проведена плоскость. Найти угол наклона этой плоскости к плоскости основания.
Будем считать, что ребро основания пирамиды равно 6. Тогда высота основания равна поэтому
ее равны
и это рано высоте пирамиды (следует из наклона бокового ребра). Теперь введем координаты с началом в A, осью x вдоль AB и осью z параллельной высоте пирамиды. Тогда
Плоскость ADC имеет уравнение Обозначим радиус вписанного шара за r, а его центр за
Приравняем расстояния от I до ADC и основания пирамиды, получим
откуда
Пусть O — центр большого шара, R — его радиус. Тогда координаты центра
Пусть M — основание высоты пирамиды. Рассмотрим прямоугольную трапецию OIMA, в которой Опустим высоту из I на OA и напишем теорему Пифагора
откуда
Очевидно, плоскость пересекается с плоскостью основания по BD, причем откуда и
Поэтому
Ответ:

