2000 AIME II 第 12 题
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12.
点 、、 位于以 为球心、半径为 的球面上。已知 、、,且 到三角形 的距离为 ,其中 、、 是正整数, 与 互质,且 不被任何质数的平方整除。求 。
The points and lie on the surface of a sphere with center and radius It is given that and that the distance from to triangle is where and are positive integers, and are relatively prime, and is not divisible by the square of any prime. Find
答案:118
解答:
从 到 所在平面的垂足到 和 等距(连接垂足与三个顶点的斜线段都长为 ),所以它是三角形 的外心。因为 这个三角形是锐角三角形,外心位于其内部,所以这条垂线的长度也是 到三角形本身的距离。
由海伦公式,取 面积为 所以外接圆半径为 到平面的距离为
这里 ,且 没有平方因子,所以
The foot of the perpendicular from to the plane of is equidistant from and (the slant segments to the vertices all have length ), so it is the circumcenter of triangle Since the triangle is acute and its circumcenter lies inside it, so this perpendicular length is also the distance from to the triangle itself.
By Heron's formula with the area is so the circumradius is The distance from to the plane is
Here and is squarefree, so
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