Для решения задачи нужно использовать свойства правильных треугольников и окружностей.
Правильный треугольник, описанный около окружности, имеет сторону, равную ( a ), и периметр ( P_1 = 3a ).
Правильный треугольник, вписанный в окружность, имеет сторону, равную ( b ), и периметр ( P_2 = 3b ).
Дано, что ( P_1 = P_2 + 18 \sqrt{5} ):
[ 3a = 3b + 18 \sqrt{5} ]
Сократим на 3:
[ a = b + 6 \sqrt{5} ]
Теперь найдем выражения для сторон правильных треугольников через радиус окружности ( R ).
1. Сторона правильного треугольника, вписанного в окружность:
Если правильный треугольник вписан в окружность радиуса ( R ), то сторона треугольника будет равна:
[ b = R \sqrt{3} ]
2. Сторона правильного треугольника, описанного около окружности:
Если правильный треугольник описан около окружности радиуса ( r ), то сторона треугольника будет равна:
[ a = 2 \sqrt{3} r ]
У правильного треугольника радиус вписанной окружности связан с радиусом описанной окружности:
[ r = \frac{R \sqrt{3}}{2} ]
Подставим это значение в выражение для стороны ( a ):
[ a = 2 \sqrt{3} \cdot \frac{R \sqrt{3}}{2} = 3R ]
Теперь у нас есть две формулы для сторон треугольников:
[ a = 3R ]
[ b = R \sqrt{3} ]
И подставим их в уравнение ( a = b + 6 \sqrt{5} ):
[ 3R = R \sqrt{3} + 6 \sqrt{5} ]
Решим это уравнение для ( R ):
[ 3R - R \sqrt{3} = 6 \sqrt{5} ]
Вынесем ( R ) за скобки:
[ R (3 - \sqrt{3}) = 6 \sqrt{5} ]
Разделим обе части на ( (3 - \sqrt{3}) ):
[ R = \frac{6 \sqrt{5}}{3 - \sqrt{3}} ]
Умножим числитель и знаменатель на сопряженное выражение ( (3 + \sqrt{3}) ):
[ R = \frac{6 \sqrt{5} (3 + \sqrt{3})}{(3 - \sqrt{3})(3 + \sqrt{3})} ]
[ R = \frac{6 \sqrt{5} (3 + \sqrt{3})}{9 - 3} ]
[ R = \frac{6 \sqrt{5} (3 + \sqrt{3})}{6} ]
Сократим на 6:
[ R = \sqrt{5} (3 + \sqrt{3}) ]
Таким образом, радиус окружности равен:
[ R = \sqrt{5} (3 + \sqrt{3}) ]