7874. Четырёхугольная пирамида SABCD
 вписана в сферу. Основание этой пирамиды — прямоугольник ABCD
. Известно, что AS=7
, BS=2
, CS=6
, \angle SAD=\angle SBD=\angle SCD
. Найдите ребро DS
.
Ответ. 9.
Решение. Пусть ABCD
 — прямоугольник, S
 — произвольная точка вне плоскости ABCD
. Докажем, что
SA^{2}+SC^{2}=SB^{2}+SD^{2}.
 Обозначим через O
 точку пересечения диагоналей прямоугольника ABCD
. Тогда SO
 — медиана треугольников ASC
 и BSD
, поэтому
SO^{2}=\frac{1}{4}(2SA^{2}+2SC^{2}-AC^{2}),~SO^{2}=\frac{1}{4}(2SB^{2}+2SD^{2}-BD^{2}),
 (см. задачу 4014), а так как AC=BD
 (как диагонали прямоугольника), то из полученных равенств следует, что SA^{2}+SC^{2}=SB^{2}+SD^{2}
.
Если AS=7
, BS=2
 и CS=6
, то
DS^{2}=AS^{2}+CS^{2}-BS^{2}=49+36-4=81.
 Следовательно, DS=9
.
Примечание. Условие \angle SAD=\angle SBD=\angle SCD
 — лишнее.
Источник: Вступительный экзамен на механико-математический факультет МГУ. — 1996 (предварительный экзамен, март), вариант 1, № 6