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(1)
まずは △PQR の 3 辺の長さを出すと
それぞれ余弦定理より
PQ² = 6² 8² - 2・6・8・cos60°
= 52 より PQ = 2√13
QR² = 8² 4² - 2・8・4・cos60°
= 48 より QR = 4√3
RP² = 4² 6² - 2・4・6・cos60°
= 28 より RP = 2√7
よって cos∠PQR = (52 48 - 28)/(2・2√13・4√3)
= 3√3/(2√13)
sin∠PQR = √{1 - (3√3/2√13)²} = 5/(2√13)
よって面積は
△PQR = 1/2・2√13・4√3・5/(2√13)
= 10√3
(2)
四面体 O-ABC の体積を考えると
△ABC = 1/2・12・12・sin60° = 36√3 であり
O から △ABC への垂線と △ABC の交点を H とすると
H は △ABC の重心でもあり AB の中点を M とすると
CM = 12sin60° = 6√3 で CH = 2/3・CM = 4√3
よって三平方の定理より OH² = OC² - CH² = 96
OH = 4√6 なので
四面体 O-ABC の体積 = 1/3・36√3・4√6
= 144√2
四面体 O-PQR の体積は OA, OB, OC に対する
OP, OQ, OR の辺の比を考えれば
144√2・6/12・8/12・4/12 = 16√2 です☆
△OPQ = 1/2・6・8・sin60° = 12√3
△OQR = 1/2・8・4・sin60° = 8√3
△ORP = 1/2・4・6・sin60° = 6√3 なので
四面体 O-PQR の表面積
= 10√3 12√3 8√3 6√3
= 26√3 であり
(体積) = 1/3・(表面積)・(内接円の半径) なので
16√2 = 1/3・26√3・r
r = 8√6/13
とても丁寧にありがとうございます!!
疲れたー