Дано: боковое ребро L = 8 см, угол β = 30°.
В правильной треугольной пирамиде проекция бокового ребра на основание равна (2/3)h (высоты основания).
(2/3)h = 8*cos 30° = 8√3/2 = 4√3 см.
Высота основания h = (3/2)*4√3 = 6√3 см.
Отсюда находим сторону а основания:
а = h/cos 30° = 6√3/(√3/2) = 12 см.
Высота пирамиды Н = L *sin 30° = 8*(1/2) = 4 см.
Апофема А боковой грани равна:
А = √(Н² + (h/3)²) = √(16 + (6√3/3)²) = √(16 + 12) = √28 = 2√7 ≈ 5,2915 см.
Площадь основания So = a²√3/4 = 12²√3/4 = 36√3 ≈ 62,3538 см².
Площадь Sбок боковой поверхности равна:
Sбок = (1/2)РА = (1/2)*(3*12)*(2√7) = 36√7 ≈ 95,247 см².
Полная поверхность равна:
S = So + Sбок = 62,3538 + 95,247 = 157,6008 см².
Объём V = (1/3)SoH = (1/3)*62,3538*4 = 83,1384 см³.
Построение сечения показано на j1.jpg
Проще всего разобраться с AE/ED. Дело в том, что в треугольнике АВЕ ЕК и BD оказались медианами. Это следет просто из выбора точек К и М.
Поэтому АЕ/ЕD = 2.
Несколько сложнее, но не на много, с другими соотношениями.
на j1.jpg на нижнем рисунке показано, как вычисляется FC/FB. На чертеж вынесена плоскость DCB, все происходит на ней.
Соль решения - в удачном дополнительном построении - надо провести QC II BD, и рассмотреть пары подобных треугольников - пара (QPC и QDM) и пара (MBF и FQC)
QC/DM = PC/PD = 1/3; QC = MB/6 (поскольку МВ = 2DM)
Отсюда FB/FC = 6;
На j2.jpg показано, как найти последнее соотношение. Здесь в плоскости АВС (которая и представлена на рисунке "в плоском виде") строится средняя линяя КТ II AC, КТ = АС/2; и рассмотриваются подобные треугольники FKT и FGC;
ВС = 5*FC (из предыдущего пункта), ТС = 5*FC/2, FT = 7*FC/2;
=> KT = 7*GC/2; AC = 7*GC; AG = 6*GC;
Получается AG/GC = 6;
(странно, совпало отношение :) проверьте, вдруг я ошибся. Хотя точка F - "снаружи" BC, а точка G - "внутри" АС.)
Обращаю внимание на то, что я нигде не пользовался какой-то правильностью, равнобедренностью или еще чем таким. Все треугольники - произвольной формы.