Припустимо, що наша трапеція АВСД, в якої паралельні сторони, тобто її основи ВС=4см, АД=25см. Бічні сторони АВ=13 см, СД=20 см. Площа трапеції дорівнює добутку висоти трапеції на половину суми його основ. Тобто для того, щоб знайти площу трапеції нам потрібно знайти розмір її висоти. Для цього з верши В та С опустимо дві висоти на основу АД. У нас вийшло дві висоти ВК та СН, які між собою рівні, оскільки КВСН - це прямокутник, а в прямокутника протилежні сторони рівні. А це означає, що ВС=КН=4 см. Також зазначимо, що АК=АД-КН-ДН=25-4-ДН=21-ДН Розглянемо трикутник АВК, він прямокутний, бо ВК - це висота, а значит в цьому трикутнику ∠К=90°. АВ - гіпотенуза, а ВК та АК - це два катети. По теоремі Піфагора ( квадрат гіпотенузи = сумі квадратів катетів) виходить, що АВ²=ВК²+АК² 13²=ВК²+(21-ДН)² ВК²=13²-(21-ДН)² ВК²=169-(441-42ДН+ДН²) ВК²=169-441+42ДН-ДН². ВК²= -272+42ДН-ДН².
Розглянемо трикутник ДСН, він прямокутний, бо СН - це висота, а значит в цьому трикутнику ∠Н=90°. СД - гіпотенуза, а СН та ДН - це два катети. По теоремі Піфагора ( квадрат гіпотенузи = сумі квадратів катетів) виходить, що СД²=СН²+ДН² 20²=СН²+ДН² СН²=20²-ДН² СН²=400-ДН²
А оскільки ВК=СН, значить -272+42ДН-ДН²=400-ДН² 42ДН-ДН²+ДН²=400+272 42ДН=672 ДН=672/42 ДН=16 см.
СН²=400-ДН² СН²=400-16² СН=√144 СН=12 см - висота трапеції. Тепер значення висоти трапеції підставляємо у формулу площі трапеції: Р трапеції=СН*(ВС+АД)/2 = 12*(4+25)/2=12*29/2=174 см²
Допустим AK < BK (точка K ближе к вершине A) .
Обозначаем сторону основания правильной пирамиды
AB=BC =CD =DA =a ;
Пусть выполняется S(ABCD) =S(KPM) ⇔
a² =KM*PO/2 ⇔a² =KM*(1,5a)/2⇒KM= 4a/3 . AB= a< 4a/3 < a√2 =AC ,.т.е KM не ⊥ AD и KM не совпадает с диагоналями основания .
б)
Через центр основания O проведем EF ⊥ AD (тоже самое EF ⊥ CD), где
E ∈ [AD] , F ∈ [BC] . || K∈[AE] ||
ΔOEK = ΔOFM по второму признаку равенства треугольников (OE=OF=AB/2 ;∠OEK =∠OFM=90° и ∠KOE =∠MOF-вертикальные углы) .
MF=KE .
---
Sпол(PABMK) = S(ABMK) +S₁бок .
S(ABMK) =(AK +BM)/2 *AB ; AK +BM =(a/2 -KE) +(a/2 +MF)=a.
⇒S(ABMK) =(AK +BM)/2 *AB=a/2 *a =a²/2.
S₁бок =S(APK) +S(BPM)+S(APB) +S(KPM) =AK*h/2+BM*h/2+a*h/2+a²=
=(AK+BM)*h/2 +.a*h/2 +a² =a*h/2+a*h/2+a² =a*h+a² .
Sпол(PABMK)=a²/2+a*h+a²=3a²/2+a*h = (3a+2a*h)/2, где h_длина апофема .
ΔEPF h =EP=√((a/2)² +PO²) =√(a²/4 +9a²/4) =(a√10)/2 .
---
Sпол(PABCD) = S(ABMK) +S₂бок =a²+4*a*h/2 =a²+2*a*h ;
Sпол(PABMK)/ Sпол(PABCD) =(3a²+2a*h )/2 : (a²+2*a*h) =
=a²(3+√10)/2 : a² (1+√10) =(3+√10) / 2(1+√10).