Основание пирамиды - равнобедренный треугольник с основанием альфа и углом при основании альфа. боковые грани пирамиды, содержащие боковые стороны треугольника, перпендикулярны плоскости основания, а третья- наклонена к ней под углом бета. найти площадь полной поверхности пирамиды.

Смирнов Алексей Владимирович

Учитель математики высшей категории

Проверено учителем

Для решения данной задачи обозначим пирамиду как SABCcap S cap A cap B cap C. Пусть ABCcap A cap B cap C — основание пирамиды, где AC=BCcap A cap C equals cap B cap C (боковые стороны равнобедренного треугольника), а AB=acap A cap B equals a — основание этого треугольника. Угол при основании треугольника CAB=CBA=αangle cap C cap A cap B equals angle cap C cap B cap A equals alpha. 1. Анализ геометрии пирамиды Согласно условию:

  • Грани (SAC)open paren cap S cap A cap C close paren и (SBC)open paren cap S cap B cap C close paren перпендикулярны плоскости основания. Следовательно, их общая линия пересечения — ребро SCcap S cap C — является высотой пирамиды ( SCABCcap S cap C ⟂ cap A cap B cap C). Третья боковая грань (SAB)open paren cap S cap A cap B close paren наклонена к основанию под углом βbeta. Чтобы найти этот угол, проведем высоту CHcap C cap H в треугольнике ABCcap A cap B cap C к стороне ABcap A cap B. Так как SC(ABC)cap S cap C ⟂ open paren cap A cap B cap C close paren, то по теореме о трех перпендикулярах SHABcap S cap H ⟂ cap A cap B. Значит, SHC=βangle cap S cap H cap C equals beta.

2. Нахождение элементов основания В треугольнике ABCcap A cap B cap C:

  • AB=acap A cap B equals a A=B=αangle cap A equals angle cap B equals alpha Высота CH=AHtanα=a2tanαcap C cap H equals cap A cap H center dot tangent alpha equals a over 2 end-fraction tangent alpha Боковая сторона AC=AHcosα=a2cosαcap A cap C equals the fraction with numerator cap A cap H and denominator cosine alpha end-fraction equals the fraction with numerator a and denominator 2 cosine alpha end-fraction

Площадь основания ( Sоснcap S sub о с н end-sub): SABC=12ABCH=12aa2tanα=a2tanα4cap S sub cap A cap B cap C end-sub equals one-half center dot cap A cap B center dot cap C cap H equals one-half center dot a center dot a over 2 end-fraction tangent alpha equals the fraction with numerator a squared tangent alpha and denominator 4 end-fraction 3. Нахождение элементов боковых граней Из прямоугольного треугольника SCHcap S cap C cap H:

  • Высота пирамиды Hпир=SC=CHtanβ=atanαtanβ2cap H sub п и р end-sub equals cap S cap C equals cap C cap H center dot tangent beta equals the fraction with numerator a tangent alpha tangent beta and denominator 2 end-fraction Апофема грани SABcap S cap A cap B (отрезок SHcap S cap H): SH=CHcosβ=atanα2cosβcap S cap H equals the fraction with numerator cap C cap H and denominator cosine beta end-fraction equals the fraction with numerator a tangent alpha and denominator 2 cosine beta end-fraction

Площади боковых граней:

  1. Грани SACcap S cap A cap C и SBCcap S cap B cap C равны (прямоугольные треугольники):
    SSAC=SSBC=12ACSC=12a2cosαatanαtanβ2=a2tanαtanβ8cosαcap S sub cap S cap A cap C end-sub equals cap S sub cap S cap B cap C end-sub equals one-half center dot cap A cap C center dot cap S cap C equals one-half center dot the fraction with numerator a and denominator 2 cosine alpha end-fraction center dot the fraction with numerator a tangent alpha tangent beta and denominator 2 end-fraction equals the fraction with numerator a squared tangent alpha tangent beta and denominator 8 cosine alpha end-fraction Грань SABcap S cap A cap B:
    SSAB=12ABSH=12aatanα2cosβ=a2tanα4cosβcap S sub cap S cap A cap B end-sub equals one-half center dot cap A cap B center dot cap S cap H equals one-half center dot a center dot the fraction with numerator a tangent alpha and denominator 2 cosine beta end-fraction equals the fraction with numerator a squared tangent alpha and denominator 4 cosine beta end-fraction

4. Полная площадь поверхности Площадь полной поверхности Sполнcap S sub п о л н end-sub складывается из площади основания и площадей трех боковых граней: Sполн=SABC+2SSAC+SSABcap S sub п о л н end-sub equals cap S sub cap A cap B cap C end-sub plus 2 center dot cap S sub cap S cap A cap C end-sub plus cap S sub cap S cap A cap B end-subПодставим полученные выражения: Sполн=a2tanα4+2(a2tanαtanβ8cosα)+a2tanα4cosβcap S sub п о л н end-sub equals the fraction with numerator a squared tangent alpha and denominator 4 end-fraction plus 2 center dot open paren the fraction with numerator a squared tangent alpha tangent beta and denominator 8 cosine alpha end-fraction close paren plus the fraction with numerator a squared tangent alpha and denominator 4 cosine beta end-fraction Вынесем общий множитель a2tanα4the fraction with numerator a squared tangent alpha and denominator 4 end-fraction за скобки: Sполн=a2tanα4(1+tanβcosα+1cosβ)cap S sub п о л н end-sub equals the fraction with numerator a squared tangent alpha and denominator 4 end-fraction open paren 1 plus the fraction with numerator tangent beta and denominator cosine alpha end-fraction plus the fraction with numerator 1 and denominator cosine beta end-fraction close paren Итоговая формула Для удобства записи можно оставить выражение в таком виде или привести к общему знаменателю внутри скобок: Sполн=a2tanα4cosαcosβ+sinβ+cosαcosαcosβcap S sub п о л н end-sub equals the fraction with numerator a squared tangent alpha and denominator 4 end-fraction center dot the fraction with numerator cosine alpha cosine beta plus sine beta plus cosine alpha and denominator cosine alpha cosine beta end-fraction Ответ: Sполн=a2tanα4(1+tanβcosα+1cosβ)cap S sub п о л н end-sub equals the fraction with numerator a squared tangent alpha and denominator 4 end-fraction open paren 1 plus the fraction with numerator tangent beta and denominator cosine alpha end-fraction plus the fraction with numerator 1 and denominator cosine beta end-fraction close paren . Я могу также рассчитать численный результат, если вы предоставите конкретные значения для стороны aa и углов αalpha и βbeta.

Форма ответа

Ваш аватар