Высота правильной четырёхугольной пирамиды равна 12 см, а сторона основания равна 24 см. Вычисли двугранный угол при основании.
——————————————————
Основание правильной четырехугольной пирамиды – квадрат.
Все боковые грани правильной пирамиды образуют с плоскостью основания равные углы, а высота проходит через центр основания, который является центром вписанной и описанной около основания окружностей.
Двугранный угол здесь образован радиусом вписанной окружности и апофемой, как отрезками. перпендикулярными ребру основания в одной точке (по т. о трех перпендикулярах).
Радиус вписанной в квадрат окружности равен половине его стороны.
r=24:2=12 (см)
Соединив основание апофемы с центром основания ( основанием высоты пирамиды), получим прямоугольный треугольник.
При этом катеты- высота пирамиды и половина стороны основания - равны 12 см.
Следовательно, треугольник - равнобедренный. Острые углы равнобедренного прямоугольного треугольника равны 45º.⇒ Искомый угол равен 45º.
Две хорды и диаметр образуют прямоугольный треугольник.
Обозначим один катет х, второй (х + 4).
По Пифагору 20² = х² + (х + 4)².
400 = х² + х² + 8х + 16,
2х² + 8х - 384 = 0 или, сократив на 2, получаем квадратное уравнение:
х² + 4х - 192 = 0.
Квадратное уравнение, решаем относительно x: Ищем дискриминант:
D=4^2-4*1*(-192)=16-4*(-192)=16-(-4*192)=16-(-768)=16+768=784;Дискриминант больше 0, уравнение имеет 2 корня:
x₁=(√784-4)/(2*1)=(28-4)/2=24/2=12;x₂=(-√784-4)/(2*1)=(-28-4)/2=-32/2=-16 отрицательное значение не принимаем.
ответ: одна хорда равна 12 см,
вторая равна 12 + 4 = 16 см.