Пусть X точка касания шара и боковой грани ASB. Из точки X проведем прямую ХМ⊥О1О2, где О1О2 — диаметр шара, перпендикулярный плоскости основания. Тогда по теореме Пифагора в ΔОХМ:
где R — радиус шара.
Так что точки касания шара с боковыми гранями лежат в плоскости, перпендикулярной диаметру O1 O2 и на равном расстоянии от точки М.
Значит, все точки касания принадлежат вписанной в сечение, перпендикулярное О1О2, окружности с центром в точке М. Тогда, точка М лежит на оси правильной пирамиды, которая является высотой. Так что и точка О лежит на высоте правильной пирамиды. Что и требовалось доказать.
Решебник
по
геометрии
за 11 класс (А.В. Погорелов, 2001 год),
задача №48
к главе «§21.Тела вращения».