Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

В ос­но­ва­нии пи­ра­ми­ды лежит рав­но­бед­рен­ный пря­мо­уголь­ный тре­уголь­ник, ги­по­те­ну­за ко­то­ро­го равна 8. Все дву­гран­ные углы при реб­рах ос­но­ва­ния равны 60°. Най­ди­те пло­щадь пол­ной по­верх­но­сти пи­ра­ми­ды.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

В ос­но­ва­нии пи­ра­ми­ды SABC лежит пря­мо­уголь­ный тре­уголь­ник ABC с пря­мым углом ABC. Опу­стим вы­со­ту SO из вер­ши­ны пи­ра­ми­ды, из точки O, ле­жа­щей на ос­но­ва­нии пи­ра­ми­ды, про­ве­дем пер­пен­ди­ку­ля­ры OM, ON, OK к сто­ро­нам тре­уголь­ни­ка ABC. При­ме­нив тео­ре­му о трех пер­пен­ди­ку­ля­рах, по­лу­ча­ем, что пря­мые SM, SN и SK со­от­вет­ствен­но пер­пен­ди­ку­ляр­ны пря­мым AC, BC и AB. Углы SMO, SNO и SKO яв­ля­ют­ся ли­ней­ны­ми уг­ла­ми дву­гран­ных углов при реб­рах ос­но­ва­ния пи­ра­ми­ды, они равны 60°. Пря­мо­уголь­ные тре­уголь­ни­ки SMO, SNO и SKO равны по об­ще­му ка­те­ту и про­ти­во­ле­жа­ще­му остро­му углу. По­лу­ча­ем, что их ка­те­ты OM, ON и OK равны, а зна­чит, точка O рав­но­уда­ле­на от всех сто­рон тре­уголь­ни­ка ABC и яв­ля­ет­ся цен­тром окруж­но­сти с ра­ди­у­сом r, впи­сан­ной в тре­уголь­ник ABC. Из­вест­но, что длина ги­по­те­ну­зы AC пря­мо­уголь­но­го тре­уголь­ни­ка ABC равна 8. При­мем за x длины ка­те­тов тре­уголь­ни­ка. При­ме­ним тео­ре­му Пи­фа­го­ра:

AC в квад­ра­те = AB в квад­ра­те плюс BC в квад­ра­те рав­но­силь­но 8 в квад­ра­те = x в квад­ра­те плюс x в квад­ра­те рав­но­силь­но 64=2x в квад­ра­те рав­но­силь­но x в квад­ра­те = 32 рав­но­силь­но x = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 32 конец ар­гу­мен­та рав­но­силь­но x = 4 ко­рень из 2 .

Най­дем ра­ди­ус окруж­но­сти, впи­сан­ной в тре­уголь­ник ABC:

r = OM = дробь: чис­ли­тель: AB плюс BC минус AC, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 4 ко­рень из 2 плюс 4 ко­рень из 2 минус 8, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = 4 ко­рень из 2 минус 4.

Тре­уголь­ник SMO  — пря­мо­уголь­ный, SM = 2 умно­жить на OM = 8 ко­рень из 2 минус 8 = 8 левая круг­лая скоб­ка ко­рень из 2 минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка . Най­дем пло­щадь тре­уголь­ни­ка ABC  — ос­но­ва­ния пи­ра­ми­ды:

S_ABC = дробь: чис­ли­тель: AB умно­жить на BC, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 4 ко­рень из 2 умно­жить на 4 ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 32, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = 16.

Най­дем пло­щадь бо­ко­вой по­верх­но­сти пи­ра­ми­ды:

S_бок = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на AC умно­жить на SM плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на BC умно­жить на SN плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на AB умно­жить на SK =
= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на 8 умно­жить на 8 левая круг­лая скоб­ка ко­рень из 2 минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на 4 ко­рень из 2 умно­жить на 8 левая круг­лая скоб­ка ко­рень из 2 минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на 4 ко­рень из 2 умно­жить на 8 левая круг­лая скоб­ка ко­рень из 2 минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка =
= 32 ко­рень из 2 минус 32 плюс 32 минус 16 ко­рень из 2 плюс 32 минус 16 ко­рень из 2 = 32.

Тогда пло­щадь пол­ной по­верх­но­сти пи­ра­ми­ды равна

S = S_ABC плюс S_бок = 16 плюс 32 = 48.

Ответ: 48.


Аналоги к заданию № 1409: 1419 Все

Классификатор алгебры: 3.6. Не­пра­виль­ные пи­ра­ми­ды, 4.1. Пло­щадь по­верх­но­сти мно­го­гран­ни­ков
Методы алгебры: Тео­ре­ма Пи­фа­го­ра, Тео­ре­ма о трёх пер­пен­ди­ку­ля­рах