Задача по геометрии В правильной четырехугольной пирамиде боковое ребро образует с плоскостью основания угол 60°. Высота пирамиды равна 3 см. Найдите объем и площадь поверхности. Нужно найти через радиус, то есть чтобы в решении не было всяких косинусов, синусов и тд.
Обозначим боковое ребро пирамиды за aaa, сторону основания за rrr. Тогда можно разделить пирамиду на два прямоугольных тетраэдра: один из них с вершиной в середине бокового ребра и основанием, параллельным плоскости основания, имеет объем ar2\frac{ar}{2}2ar, а его высота равна 32a\frac{\sqrt{3}}{2}a23a. Для другого тетраэдра с вершиной в вершине пирамиды получаем объем ar2\frac{ar}{2}2ar, а его высота равна 3. Следовательно,
Для площади поверхности воспользуемся формулой S=Площадь основания+Площадь боковой поверхностиS = \text{Площадь основания} + \text{Площадь боковой поверхности}S=Площадьоснования+Площадьбоковойповерхности. Площадь основания равна r2r^2r2, а площадь одной грани равна 12ar\frac{1}{2}ar21ar. Таким образом,
Обозначим боковое ребро пирамиды за aaa, сторону основания за rrr. Тогда можно разделить пирамиду на два прямоугольных тетраэдра: один из них с вершиной в середине бокового ребра и основанием, параллельным плоскости основания, имеет объем ar2\frac{ar}{2}2ar , а его высота равна 32a\frac{\sqrt{3}}{2}a23 a. Для другого тетраэдра с вершиной в вершине пирамиды получаем объем ar2\frac{ar}{2}2ar , а его высота равна 3. Следовательно,
V=2(ar2⋅32+ar2⋅3)=5ar32V = 2\left(\frac{ar}{2}\cdot\frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{ar}{2}\cdot 3\right) = \frac{5ar\sqrt{3}}{2}V=2(2ar ⋅23 +2ar ⋅3)=25ar3
Для площади поверхности воспользуемся формулой S=Площадь основания+Площадь боковой поверхностиS = \text{Площадь основания} + \text{Площадь боковой поверхности}S=Площадь основания+Площадь боковой поверхности. Площадь основания равна r2r^2r2, а площадь одной грани равна 12ar\frac{1}{2}ar21 ar. Таким образом,
S=r2+4⋅12ar=r2+2arS = r^2 + 4\cdot\frac{1}{2}ar = r^2 + 2arS=r2+4⋅21 ar=r2+2ar
В нашем случае a=2ra = 2ra=2r, поэтому
S=r2+4r2=5r2S = r^2 + 4r^2 = 5r^2S=r2+4r2=5r2