9575. Докажите, что в любой правильной треугольной пирамиде двугранный угол между боковыми гранями больше, чем 60^{\circ}
.
Решение. Рассмотрим правильную пирамиду SABC
 с вершиной S
. Пусть M
 — середина ребра BC
, BF
 — перпендикуляр, опущенный из середины M
 ребра BC
 на прямую SA
. Поскольку SA\perp BC
 (см. задачу 7000), прямая SA
 перпендикулярна плоскости BFC
 (см. задачу 7700). Следовательно, BFC
 — линейный угол двугранного угла между гранями ASB
 и ASC
. Обозначим \angle BFC=\gamma
.
Первый способ. Предположим, что \gamma\leqslant60^{\circ}
. Тогда углы при основании BC
 равнобедренного треугольника BFC
 не меньше 60^{\circ}
. Значит, BC
 — меньшая сторона этого треугольника, поэтому AC=BC\leqslant CF
, т. е. гипотенуза AC
 прямоугольного треугольника AFC
 не больше катета CF
, что невозможно. Следовательно, \gamma\gt60^{\circ}
.
Второй способ. Пусть сторона равностороннего треугольника ABC
 равна a
, тогда высота AM
 этого треугольника равна \frac{a\sqrt{3}}{2}
. Из прямоугольных треугольников AMF
 и CMF
 получаем, что
MF\lt AM=\frac{a\sqrt{3}}{2},~\tg\frac{\gamma}{2}=\frac{MC}{MF}=\frac{a}{2MF}\gt\frac{a}{2\cdot\frac{a\sqrt{3}}{2}}=\frac{1}{\sqrt{3}}.
 Следовательно, \frac{\gamma}{2}\gt30^{\circ}
, откуда \gamma\gt60^{\circ}
.
Источник: Московская математическая регата. — 2011-2012, 10 класс
Источник: Понарин Я. П. Элементарная геометрия. — Т. 2: Стереометрия. — М.: МЦНМО, 2006. — № 1, с. 238