Вправильной треугольной усеченной пирамиде стороны оснований 5 и 7 , а боковое ребро наклонено под углом 45 к основанию. найти боковую поверхность пирамиды.
Усеченная пирамида АВСА1В1С1, в основаниях правильные треугольники АВС и А1В1С1, АС=7, А1С1=5, ОО1-высота пирамиды, О и О1 -центры треугольников, - пересечение высот=медиан=биссектрис, проводим высоты ВН и В1Н1, проводим апофему Н1Н, треугольник АВС, ВН=АС*корень3/2=7*корень3/2, треугольник А1В1С1, В1Н1=А1С1*корень3/2=5*корень3/2, при пересечении медианы делятся в отношении 2/1 начиная от вершины, ВО=2/3ВН=(2/3)*((7*корень3/2)=7*корень3/3, ОН=1/3ВН=(1/3)*(7*корень3/2)=7*корень3/6, треугольник А1В1С1, В1О1=2/3*В1Н1=(2/3)*(5*корень3/2)=5*корень3/3, О1Н1=1/2В1Н1=(1/3)*(5*корень3/2)=5*корень3/6, прямоугольная трапеция О1В1ВО, уголВ1ВО=45, проводим высоту В1К на ВО, ОО1В1К прямоугольник ОК=О1В1=5*корень3/3, КВ=ВО-ОК=7*корень3/3-5*корень3/3=2*корень3/3, треугольник КВ1В равнобедренный, угол КВ1В=90-45=45, КВ=В1К=О1О=2*корень3/3, рассматриваем прямоугольную трапецию О1ОНН1, проводим высоту Н1Т на ОН, ТН1О1О прямоугольник О1О=Н1Т=2*корень3/3, О1Н1=ОТ=5*корень3/6, НТ=ОН-ОТ=7*корень3/6-5*корень3/6=2*корень3/6, треугольник Н1Нт прямоугольный, Н1Н=корень(Н1Т в квадрате+НТ в квадрате)=корень(12/9+12/36)=корень(5/3), площадь боковой=1/2(периметрАВС+преиметрА1В1С1)*Н1Н=1/2*(3*7+3*5)*корень(5/3)=18*корень(5/3)=6*корень15
Обозначим вершины оснований нижнего АВС, верхнего соответственно А1В1С1. Проведем высоты треугольников АD и A1D1.Проведем ось симметрии (ось вращения) пирамиды О1О. ОтметимРассечем пополам пирамиду вертикальной плоскостью, проходящей через соответствующие высоты оснований. В сечении получим неравнобочную трапецию. Более длинная боковая сторона - это боковое ребро пирамиды, и угол между нею и большим основанием трапеции равен 45° (это угол между боковым ребром и плоскостью основания пирамиды). Более короткая боковая сторона пирамиды - это апофема боковой грани пирамиды. Основания трапеции - это высоты оснований, и они равны соответственно 5*√(3)/2 и 7*√(3)/2
Поскольку боковая грань пирамиды это тоже трапеция (равнобочная, но это не имеет значения), то эта апофема является высотой трапеции.
Диагонали ромба в точке пересечения делятся пополам и образуют 4 равных прямоугольных треугольника(половинки диагоналей это катеты, а сторона ромба гипотенуза) , пусть a,b катеты, с гипотенуза Сумма катетов : Также вспомним теорему Пифагора: Объединим оба уравнения в систему: Выразим из второго уравнения а (подстановка) Подставим в первое уравнение Это приведенное уравнение, решаем по т.Виета Подставляем оба найденных корня в подстановку Как мы видим ответом систем являются пары чисел (15;20) и (20;15) ,не имеет значения в каком порядке расположены числа, мы нашли половины диагоналей. Площадь ромба можно найти по формуле:
1) Четырехугольник ADEC - трапеция (DE ║ AC). ∠BAC = ∠BCA ⇒ трапеция равнобедренная, значит, AD = CE = BA - BD = 6. В трапеции ∠ВАС = ∠BCA ⇒ и ∠ADE = ∠CED. ΔADE = ΔCED по двум сторонам и углу между ними (AD = CE, DE - общая, ∠ADE = ∠CED). 2) AD║CF, AC║DF ⇒ ADFC - параллелограмм, значит, ∠DAC = ∠CFE. ∠ACE = ∠FEC как накрест лежащие углы при пересечении AC║DE секущей СЕ. Значит, ΔECF подобен ΔАВС по двум углам. 3) Т.к. ΔECF подобен ΔАВС, то EF/AC = CE/BC EF/10 = 6/13 ⇒ EF = 60/13 4) Пусть h - высота треугольника АВС, опущенная на боковую сторону. Тогда Sabc = 13h/2 = √(p(p - a)(p - b)(p - c), где a, b, c - стороны треугольника АВС, р - его полупериметр 13h/2 = √(18 · 5 · 5 · 8) 13h/2 = √(9 · 2 · 5 · 5 · 4 · 2) = 3 · 5 · 4 = 60 h =120/13 5) AC║DF, значит, расстояние от точки А до DE и от точки С до DF одинаковы, т.е. ΔADE и ΔDCF имеют одинаковые высоты, опущенные к основаниям DE и DF соответственно. Значит, площади этих треугольников относятся как длины этих оснований. Sade/Sdcf = DE/DF DF = AC = 10 как противолежащие стороны параллелограмма, DE = DF - EF = 10 - 60/13 = 70/13 Sade/Sdcf = (70/13) / 10 = 7/13
