Выбираем в додекаэдре одну из вершин и соединяем друг с другом три соседние с ней. Угол между боковыми гранями получившегося тетраэдра и будет искомым. Опустим из середин двух сторон основания этого тетраэдра перпендикуляры на его боковое ребро, имеющее общую вершину с выбранными сторонами. Длина этих перпендикуляров равна половине стороны основания, помноженной на sin((180°-108°)/2) = sin(36°). Расстояние между началами перпендикуляров равно половине стороны основания (так как эти начала образуют с одной из вершин основания равносторонний треугольник). Таким образом, угол между перпендикулярами (равный искомому) равен 2*arcsin((1/2)/sin(36°)) = arccos(cos(2*arcsin((1/2)/sin(36°)))) = arccos(1-2*sin2(arcsin((1/2)/sin(36°)))) = arccos(1-2*((1/2)/sin(36°))2) = arccos(1-1/(2*sin2(36°)) = arccos(1-1/(1-cos(72°)) = arccos(1-4/(5-√5)) = arccos(-1/√5).
Двугранный угол икосаэдра равен удвоенному арксинусу отношения половины диагонали правильного пятиугольника к медиане равностороннего треугольника с той же стороной, что и пятиугольник (следует из рассмотрения пятиугольной пирамиды, образованной одной из вершин икосаэдра вместе с пятью соседними). Таким образом, искомый угол равен 2*arcsin(cos(36°)/(√3/2)) = arccos(1-2*(cos(36°)/(√3/2))2) = arccos(1-8/3*cos2(36°)) = arccos(1-4/3*(1+cos(72°))) = arccos(-√5/3).
Вычислите sin(36°).