Для удобства будем ставить элементы креста по одному. Для начала ставим белый центр наверх и на кубике находим 4 ребра с белым цветом: бело-красное, бело-оранжевое, бело-синее и бело-зеленое. После этого выбираем любое, его мы и будем ставить первым. У нас может возникнуть несколько ситуаций, каждая из которых рассмотрена на картинках ниже.
Если ребро стоит в среднем слое, то просто движениями R или L' ставим их к белому центру.
Но это место может оказаться уже занято другим ребром с белым цветом, поэтому мы должны отвести его в сторону при поворотов U, U' или U2 и поставить нужное нам ребро уже знакомыми поворотами R или L'.
Если же ребро окажется на верхнем или нижнем слое, то движениями F или F' ставим их в средний слой и делаем R или L', как и до этого.
Также ребро может оказаться в нижнем слое и белым цветом смотреть вниз. В таком случае ставим свободное место наверху над ним и поднимаем ребро движением F2.
Таким образом нужно поставить к белому центру все 4 ребра.
Стороны квадрата равны:
ВС=АВ=2Х+23Х=25Х (так как делятся в отношении 2:23)
Отрезки этих сторон (смотри по рисунку):
KР=ВР-ВК=R-2Х.
ВМ=АВ-R=25Х-R=ОР (так как ВМ=ОР - стороны прямоугольника).
Из треугольника ОКР по Пифагору:
R²=KP²+OP².
R²=(R-2Х)²+(25Х-R)².
R²=R²-4RХ+4X²+625Х²-50RX+R².
0=R²-54RХ+629Х².
629Х²-54RХ+R²=0
Дискриминант этого квадратного уравнения: D=729R²-629R²=100R².
А его корни равны:
X1=(27R+10R)/629=37R/629.
X2=(27R-10R)/629=17R/629.
Если R=34, то Х1=2, Х2≈0,92.
Тогда сторона квадрата равна 50 или 22,97(не удовлетворяет, так как R>a и касания кругом смежных сторон не возможно).
Значит площадь квадрата равна 50*50=2500.
ответ: S=2500см².
P.S. Проверка корня Х=2 при R=34: 34²=(34-4)²+(50-34)².1156=900+256!