В пирамиде SABC произведения длин ребер каждой из четырех граней равны одному и тому же числу. Длина высоты пирамиды, опущенной из S на грань АВС, равна \(2\sqrt{\frac{102}{55}}\), а величина угла CAB равна \(arccos(\frac{1}{6}\sqrt{\frac{17}{2}})\). Найти объем пирамиды SABC, если |SA|2 + |SB|2 - 5|SC|2 = 60

Равенство произведений длин ребер при каждой грани означает, что противоположные ребра пирамиды равны. Достроим пирамиду SABC обычным образом до параллелепипеда, проведя через каждое ребро плоскость, параллельную противоположному ребру. Ввиду равенства противоположных ребер пирамиды SABC, получившийся параллелепипед будет прямоугольным. Обозначим ребра этого параллелепипеда через a, b и c, как показано на рис.

Обозначим ребра этого параллелепипеда через a, b и c

Проведем в ΔBCD высоту DL. Из ΔBCD найдем

$$ |DL|=\frac{bc}{\sqrt{b^2+c^2}},\\|AL|=\sqrt{a^2+|DL|^2}=\frac{\sqrt{a^2b^2+b^2c^2+c^2a^2}}{\sqrt{b^2+c^2}},\\ S_{ABC}=\frac{1}{2}\sqrt{a^2b^2+b^2c^2+c^2a^2} $$

Объем пирамиды SABC составляет 1/3 объема параллелепипеда, высота на грань АВС дана, получаем уравнение

$$ \sqrt{a^2b^2+b^2c^2+c^2a^2}\cdot\sqrt{\frac{102}{55}} = abc \;\;\;\;\;\;(1) $$

По теореме косинусов для ΔАВС получим

$$ 6a^2=\sqrt{a^2+c^2}\cdot\sqrt{a^2+b^2}\cdot\sqrt{\frac{17}{2}}\;\;\;\;\;\;(2) $$

И, наконец, последнее условие задачи даст нам

$$ c^2-2a^2-2b^2=30\;\;\;\;\;\; (3)$$

Решив систему (1)-(3), найдем а2 = 34, b2 = 2, с2 = 102.

Ответ: \(\frac{34\sqrt6}{3}\)





Похожие примеры: