Основание пирамиды- квадрат со стороной,равной 3.каждая боковая грань наклонена к плоскости основания под одним и тем,же углом,тангенс которого равен 4/3. найдите площадь боковой поверхности пирамиды.

Смирнов Алексей Владимирович

Учитель математики высшей категории

Проверено учителем

Для решения данной задачи воспользуемся свойствами пирамиды, у которой все боковые грани наклонены к плоскости основания под одним и тем же углом. 1. Анализ условий и свойств

  • Основание: Квадрат со стороной a=3a equals 3. Угол наклона граней: Так как все грани наклонены под одним углом ( αalpha), вершина пирамиды проектируется в центр вписанной в основание окружности. Для квадрата это точка пересечения его диагоналей. Тангенс угла: tanα=43tangent alpha equals four-thirds .

2. Определение апофемы Апофема ( Lcap L) — это высота боковой грани, проведенная из вершины пирамиды к стороне основания. Рассмотрим прямоугольный треугольник, образованный высотой пирамиды ( Hcap H), апофемой ( Lcap L) и радиусом вписанной в основание окружности ( rr).

  • Радиус вписанной окружности для квадрата равен половине его стороны:
    r=a2=32=1.5r equals a over 2 end-fraction equals three-halves equals 1.5 Из прямоугольного треугольника имеем:
    cosα=rLL=rcosαcosine alpha equals the fraction with numerator r and denominator cap L end-fraction ⟹ cap L equals the fraction with numerator r and denominator cosine alpha end-fraction Зная tanα=43tangent alpha equals four-thirds , найдем cosαcosine alpha через тригонометрическое тождество 1+tan2α=1cos2α1 plus tangent squared alpha equals the fraction with numerator 1 and denominator cosine squared alpha end-fraction :
    1+(43)2=1cos2α1+169=259=1cos2α1 plus open paren four-thirds close paren squared equals the fraction with numerator 1 and denominator cosine squared alpha end-fraction ⟹ 1 plus sixteen-nineths equals 25 over 9 end-fraction equals the fraction with numerator 1 and denominator cosine squared alpha end-fraction cos2α=925cosα=35=0.6cosine squared alpha equals 9 over 25 end-fraction ⟹ cosine alpha equals three-fifths equals 0.6 Теперь найдем длину апофемы Lcap L:
    L=1.50.6=2.5cap L equals 1.5 over 0.6 end-fraction equals 2.5

3. Вычисление площади боковой поверхности Площадь боковой поверхности ( Sбокcap S sub б о к end-sub) правильной (или равнонаклонной) пирамиды вычисляется по формуле: Sбок=12PLcap S sub б о к end-sub equals one-half center dot cap P center dot cap L где Pcap P — периметр основания.

  • Периметр основания: P=4a=43=12cap P equals 4 center dot a equals 4 center dot 3 equals 12. Площадь:
    Sбок=12122.5=62.5=15cap S sub б о к end-sub equals one-half center dot 12 center dot 2.5 equals 6 center dot 2.5 equals 15

Альтернативный способ: Можно использовать теорему о проекции плоской фигуры: Sосн=Sбокcosαcap S sub о с н end-sub equals cap S sub б о к end-sub center dot cosine alpha.

  1. Sосн=32=9cap S sub о с н end-sub equals 3 squared equals 9. cosα=0.6cosine alpha equals 0.6 (вычислено выше). Sбок=Sоснcosα=90.6=15cap S sub б о к end-sub equals the fraction with numerator cap S sub о с н end-sub and denominator cosine alpha end-fraction equals 9 over 0.6 end-fraction equals 15 .

Ответ: 15. Я могу также рассчитать объем этой пирамиды или площадь её полной поверхности, если это необходимо.

Форма ответа

Ваш аватар