質問<3857>
「「空間図形」」
日付 2013/8/8
質問者 うさぎさん


AB=5,BC=7,CA=8,OA=OB=OC=tを満たす四面体OABCがある。
4つの頂点OABCが同一球面上にあるとき、その球の半径が最小になるような
実数tの値を求めよ。
途中まで頑張ったのですが、挫折してしまいました。
どうぞよろしくお願いします。

★希望★完全解答★

お便り
日付 2013/8/10
回答者 tamori


OABCが球に内接し、OA=OB=OCなので球の中心は三角形ABCの外心を通る三角形ABCに
垂直な直線上にあります。
ここで球の半径が最小なので球の中心は三角形ABCの外心と一致します。そこで
半径Rは中心(この場合は三角形ABCの外心でもある)をQとすると
R=QA=QB=QCなので正弦定理より2R=\(\frac{a}{s}\)inA、
余弦定理。cosA=(\(b^{2}\)+\(c^{2}\)-\(a^{2}\))/2bcよりcosA=(\(5^{2}\)+8~2-\(7^{2}\))/(2*5*8)=\(\frac{1}{2}\),
ゆえにsinA=\(\sqrt{\quad}\)\(\frac{3}{2}\)。
正弦定理に代入して2R=7/(\(\sqrt{\quad}\)\(\frac{3}{2}\)),
ゆえにR=7/\(\sqrt{\quad}\)3。(B,Cでやっても同様)
よって
tは二辺が7/\(\sqrt{\quad}\)3の直角二等辺三角形の斜辺なので
t=(7/\(\sqrt{\quad}\)3)*\(\sqrt{\quad}\)2=7\(\sqrt{\quad}\)\(\frac{6}{3}\)・・・で良いと思います。