Для доказательства угла α равного 120 градусов, рассмотрим вершину S пирамиды ABCD и проведем линии от вершины S к серединам ребер пирамиды:
Пусть точки O1, M и N будут центрами описанных окружностей треугольников SAB, SBC и SCD соответственно.
Поскольку треугольник SAB равнобедренный (DS = DB), то линия SN является медианой в треугольнике SAB, и она проходит через вершину S и середину стороны AB, поэтому SN является высотой в треугольнике SAB и перпендикулярна к AB.
Аналогично, линия SM является медианой в треугольнике SBC и высотой в нем, а линия SO1 - медианой в треугольнике SCD и высотой в нем.
Так как SM, SN и SO1 являются высотами треугольников SBC, SAB и SDC, то они пересекаются в общей точке O1 - вершине пирамиды ABCD.
Получаем, что точка O1 является точкой пересечения высот треугольников, что означает, что O1 - центр описанного шара вокруг пирамиды ABCD.
Так как углы при вершине треугольника равны, имеем, что углы между высотами треугольников SBC, SAB и SDC равны между собой и равны углу между MN и SO1.
Учитывая равенство угла между SM и SO1 (соответственно равно углу между SM и SN), получаем, что угол α равен 120 градусов.
Таким образом, доказано, что угол α равен 120 градусов.
Для доказательства угла α равного 120 градусов, рассмотрим вершину S пирамиды ABCD и проведем линии от вершины S к серединам ребер пирамиды:
Пусть точки O1, M и N будут центрами описанных окружностей треугольников SAB, SBC и SCD соответственно.
Поскольку треугольник SAB равнобедренный (DS = DB), то линия SN является медианой в треугольнике SAB, и она проходит через вершину S и середину стороны AB, поэтому SN является высотой в треугольнике SAB и перпендикулярна к AB.
Аналогично, линия SM является медианой в треугольнике SBC и высотой в нем, а линия SO1 - медианой в треугольнике SCD и высотой в нем.
Так как SM, SN и SO1 являются высотами треугольников SBC, SAB и SDC, то они пересекаются в общей точке O1 - вершине пирамиды ABCD.
Получаем, что точка O1 является точкой пересечения высот треугольников, что означает, что O1 - центр описанного шара вокруг пирамиды ABCD.
Так как углы при вершине треугольника равны, имеем, что углы между высотами треугольников SBC, SAB и SDC равны между собой и равны углу между MN и SO1.
Учитывая равенство угла между SM и SO1 (соответственно равно углу между SM и SN), получаем, что угол α равен 120 градусов.
Таким образом, доказано, что угол α равен 120 градусов.