1980 AMC 12 第 26 题

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26.

四个半径为 11 的球两两相切,其中三个放在地面上,第四个放在其余三个球上。用一个每条棱长均为 ss 的正四面体外切于这四个球,则 ss 等于
Four balls of radius 11 are mutually tangent, three resting on the floor and the fourth resting on the others. A tetrahedron, each of whose edges has length s,s, is circumscribed around the balls. Then ss equals
424\sqrt2
434\sqrt3
262\sqrt6
1+261+2\sqrt6
2+262+2\sqrt6
答案:E
知识点:立体几何内切圆、内心与内切圆半径相似
小提示:
四个球心组成棱长为 22 的正四面体
The four ball centers form a regular tetrahedron of edge 22
大提示:
外部正四面体的每个面都与相应的球心四面体面平行,并向外相距一个半径
The outer faces are parallel to the corresponding center-tetrahedron faces and one radius farther away
解答:
四个球心组成一个棱长为 22 的正四面体。它的内切球半径为 d=2612=66。 d=\frac{2\sqrt6}{12}=\frac{\sqrt6}{6}\text{。}外切正四面体的每个面都与球心四面体的相应面平行,并且比该面到共同中心的距离多一个单位。由相似关系,s2=d+1d。 \frac{s}{2}=\frac{d+1}{d}\text{。}因此 s=2+2d=2+26s=2+\frac{2}{d}=2+2\sqrt6。
因此,正确答案是 E。
The ball centers form a regular tetrahedron of edge 2.2. Its inradius is d=2612=66. d=\frac{2\sqrt6}{12}=\frac{\sqrt6}{6}. Each face of the circumscribed tetrahedron is parallel to the corresponding face of this center tetrahedron and lies one unit farther from the common center. By similarity, s2=d+1d. \frac{s}{2}=\frac{d+1}{d}. Hence s=2+2d=2+26.s=2+\frac{2}{d}=2+2\sqrt6.
Therefore, the correct answer is E.
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