AK = AB sin ß = b sin β
BK = AB cos β = b cos β
SABK = AK * BK / 2 = b2sin β cos β / 2
откуда
SABС = 2SABK = b2sin β cos β
(примем за искомую площадь основания, далее справочно приведем к той же формуле, которая указана по ссылке выше)
Если воспользоваться основными тригонометрическими тождествами, то
b2sin β cos β = 1/2 b2sin 2β = 1/2 b2sin 2β
или как по основной формуле (площади равнобедренного треугольника)
1/2 b2sin 2β = 1/2 b2sin (180 - α) = 1/2 b2sin α
Теперь найдем площадь боковой поверхности пирамиды.
Сначала найдем высоту боковых граней, прилежащих к равным сторонам равнобедренного треугольника, лежащего в основании пирамиды. При этом учтем, что высота пирамиды проецируется в точку О основания, которая одновременно является центром вписанной окружности. Вместе с радиусом вписанной окружности, высота боковой грани образует прямоугольный треугольник. Откуда высота боковой грани пирамиды равна:
h = r / sin φ
Длину радиуса вписанной окружности найдем как
r = S/p
Учитывая, что BC = 2BK, то BC = 2b cos β
откуда
p = ( b + b + 2b cos β ) / 2
p = ( 2b + 2b cos β ) / 2
p = 2b ( 1 + cos β ) / 2
p = b ( 1 + cos β )
Таким образом, радиус вписанной окружности в основание пирамиды будет равен
r = S / p
r = b2sin β cos β / b ( 1 + cos β ) = b sin β cos β / ( 1 + cos β )
Теперь определим высоту боковых граней пирамиды. Зная, что
l / r = cos φ, то
l = r cos φ
Тогда площадь грани пирамиды, прилегающей к равным сторонам основания (а в основании пирамиды у нас лежит равнобедренный треугольник) будет равна:
S1 = lb / 2
S1 = r cos φ * b / 2
S1 = b sin β cos β / ( 1 + cos β ) cos φ * b / 2
S1 = b2 sin β cos β / ( 1 + cos β ) cos φ / 2
S1 = b2 sin β cos β cos φ / ( 2 ( 1 + cos β ) )
Площадь боковой грани, прилегающей к основанию, равна:
S2 = BC * l / 2
S2 = 2b cos β * r cos φ / 2
S2 = b cos β * r cos φ
S2 = b cos β * b sin β cos β / ( 1 + cos β ) * cos φ
S2 = b2 cos2 β sin β cos φ / ( 1 + cos β )
Площадь боковой поверхности пирамиды равна:
Sбок = 2S1 + S2
Sбок = 2 * b2 sin β cos β / ( 2 ( 1 + cos β ) cos φ ) + b2 cos2 β sin β cos φ / ( 1 + cos β )
Sбок = b2 sin β cos β cos φ / ( 1 + cos β ) + b2 cos2 β sin β cos φ / ( 1 + cos β )
Sбок = ( b2 sin β cos β cos φ + b2 cos2 β sin β cos φ ) / ( 1 + cos β )
Sбок = b2 sin β cos β cos φ ( 1 + cos β ) / ( 1 + cos β )
Sбок = b2 sin β cos β cos φ
Откуда площадь полной поверхности пирамиды с равнобедренным треугольником в основании составит:
S = Sбок + Sосн
S = b2 sin β cos β cos φ + b2 cos2 β sin β cos φ / ( 1 + cos β )
Чертим произвольную прямую.
Выбираем точку ( на рисунке она обозначена как точка 1, обозначать ее не надо, я отметила для пояснения) и произвольным раствором циркуля проводим из нее как из центра полуокружность.
Тем же раствором циркуля из точки 2, которая от 1 находится на расстоянии меньшем,
чем 2 радиуса циркуля, -иначе окружности не пересекутся- чертим вторую полуокружность ( на рисунке обе они -синего цвета).
По обе стороны прямой эти полуокружности пересеклись.
Через эти точки пересечения полуокружностей проведем прямую.
Она - перпендикулярна первой прямой.
В точке пересечения этого перпендикуляря и прямой ставим букву С.
Это - вершина прямого угла нужного нам треугольника.
На первой прямой ( горизонатальной) откладываем длину известного катета.
Ставим точку А. ( или В, если больше нравится).
Это - вторая вершина прямоугольного треугольника.
Из точки А раствором циркуля, радиусом, равным данной по условию длине гипотенузы, чертим полуокружность до пересечения с возведенным перпендикуляром ( на рисунке она красного цвета)..
Это пересечение - вершина острого угла В треугольника, его третья вершина..
Имеем треугольник, в котором катет СА начерчен данной в условии длины, гипотенуза АВ - данной в условии длины. А второй катет СВ получился по построению.
Иллюстрация - во вложении.
---------------
Рисунок лучше открывать в новом окне. ( Кликаете правой кнопкой мышки, выбирает
"открыть ссылку в новом окне" и увеличиваете до нужного размера). Окно можно сдвинуть и рассматривать параллельно с текстом решения.