Если треугольная пирамида правильная, то в основании лежит правильный треугольник.
Площадь правильного треугольника:
где а - сторона треугольника.
Объем равен:
Отсюда выражаем высоту h:
подставляем формулу площади треугольника и V=1 см³
Апофему L можно найти по теореме Пифагора в прямоугольном треугольнике, где катетами являются высота пирамиды h и радиус вписанной окружности r
Радиус вписанной окружности в правильный треугольник:
В итоге получилась функция вида:
Чтобы найти наименьшее значение апофемы, то есть наименьшее значение функции L(a), нужно найти точку минимума. Для этого надо взять производную:
Находим ОДЗ производной:
Подкоренное выражение должно быть больше либо равен нулю, но так как корень квадратный стоит в знаменателе, значит Подкоренное выражение должно быть строго больше нуля.
Так как a⁶≥0 и а⁴≥0, значит
- при любых а, кроме а=0
Знаменатель не должен равняться нулю, значит
теперь приравниваем производную к нулю
Было сказано, что
значит
это выражение не имеет корней, поэтому все уравнение можно на него разделить:
Откладываем все корни уравнения и точки из ОДЗ на координатной оси и методом интервалов определяем точки минимума
получились две точки минимума:
Вторая точка точка нам не подходит, так как сторона не может быть отрицательной.
Наконец находим минимальное значении функции, и тем самым наименьшую длину апофемы