Алгебра.Основание прямой призмы. Основанием прямой призмы является ромб с острым углом 60°. Диагональ призмы, равная 12, составляет с плоскостью основания угол 30°. Найдите площадь полной поверхности призмы.
Для нахождения площади полной поверхности прямой призмы, основой которой является ромб, начнём с вычисления площади основания и боковой поверхности.
Площадь основания:
Площадь ромба можно найти по формуле: [ S = \frac{d_1 \cdot d_2}{2} ] где (d_1) и (d_2) — длины диагоналей ромба.
В ромбе с углом 60°, из свойств ромба известно, что диагонали пересекаются под углом 60° и являются биссектрисами углов. Рассмотрим большую диагональ (d_1) и меньшую диагональ (d_2).
В треугольнике, образованном диагоналями, мы имеем: (\triangle AOB) с углом 60°. Пусть (d_1) — больше диагонали (которая будет равна удвоенной длине одной стороны при 60°), и [ \cos(30°) = \frac{d_1/2}{h} \implies h = \frac{d_1/2}{\cos(30°)} = \frac{d_1}{2 \cdot \sqrt{3}/2} = \frac{d_1}{\sqrt{3}}. ]
Для нахождения площади основания сначала найдём сторону ромба. Обозначим сторону ромба как (a). Полная высота призмы (равная длине диагонали) будет составлять [ h = 12 \sin(30°) = 12 \cdot \frac{1}{2} = 6. ]
Теперь выразим сторону ромба через высоту: [ h = \frac{d_1}{\sqrt{3}} \implies d_1 = h \cdot \sqrt{3} = 6\sqrt{3}. ] Для нахождения меньшей диагонали (d_2) используем связь: [ d_2 = a \cdot \sin(60°) = \frac{d_1}{\sqrt{3}}. ] Так, расчет площади основания будет упрощен, найдём остальную длину: [ S = \frac{d_1 \cdot d_2}{2} = \frac{d_1 \cdot \frac{d_1}{\sqrt{3}}}{2} = \frac{(6\sqrt{3})^2/\sqrt{3}}{2} = 36 / 2 = 18. ]
Площадь боковой поверхности:
Боковая поверхность призмы состоит из прямоугольников. Высота боковой стенки равна длине диагонали, (12), и одна сторона ромба — (а); эти прямоугольники имеют длину (12) и ширину (a).
Площадь боковой поверхности: [ S_{бок} = P \cdot h, ] где (P) — периметр основания. Периметр ромба равен (4 \cdot a).
Площадь полной поверхности:
Тогда, общая площадь призмы составит: [ S{полн} = S{осн} + S_{бок} = 18 + P \cdot 12. ]
Заметим, что для нахождения полного периметра (P) и полной площади учитываются все боковые стороны.
Таким образом, подведём итог с вычислениями, чтобы найти финальную выражение площади полной поверхности.
Для нахождения площади полной поверхности прямой призмы, основой которой является ромб, начнём с вычисления площади основания и боковой поверхности.
Площадь основания: Площадь ромба можно найти по формуле:
[
S = \frac{d_1 \cdot d_2}{2}
]
где (d_1) и (d_2) — длины диагоналей ромба.
В ромбе с углом 60°, из свойств ромба известно, что диагонали пересекаются под углом 60° и являются биссектрисами углов. Рассмотрим большую диагональ (d_1) и меньшую диагональ (d_2).
В треугольнике, образованном диагоналями, мы имеем:
(\triangle AOB) с углом 60°. Пусть (d_1) — больше диагонали (которая будет равна удвоенной длине одной стороны при 60°), и
[
\cos(30°) = \frac{d_1/2}{h} \implies h = \frac{d_1/2}{\cos(30°)} = \frac{d_1}{2 \cdot \sqrt{3}/2} = \frac{d_1}{\sqrt{3}}.
]
Для нахождения площади основания сначала найдём сторону ромба. Обозначим сторону ромба как (a). Полная высота призмы (равная длине диагонали) будет составлять
[
h = 12 \sin(30°) = 12 \cdot \frac{1}{2} = 6.
]
Теперь выразим сторону ромба через высоту:
[
h = \frac{d_1}{\sqrt{3}} \implies d_1 = h \cdot \sqrt{3} = 6\sqrt{3}.
]
Для нахождения меньшей диагонали (d_2) используем связь:
[
d_2 = a \cdot \sin(60°) = \frac{d_1}{\sqrt{3}}.
]
Так, расчет площади основания будет упрощен, найдём остальную длину:
[
S = \frac{d_1 \cdot d_2}{2} = \frac{d_1 \cdot \frac{d_1}{\sqrt{3}}}{2} = \frac{(6\sqrt{3})^2/\sqrt{3}}{2} = 36 / 2 = 18.
]
Площадь боковой поверхности: Боковая поверхность призмы состоит из прямоугольников. Высота боковой стенки равна длине диагонали, (12), и одна сторона ромба — (а); эти прямоугольники имеют длину (12) и ширину (a).
Площадь боковой поверхности:
[
S_{бок} = P \cdot h,
]
где (P) — периметр основания. Периметр ромба равен (4 \cdot a).
Площадь полной поверхности: Тогда, общая площадь призмы составит:
[
S{полн} = S{осн} + S_{бок} = 18 + P \cdot 12.
]
Заметим, что для нахождения полного периметра (P) и полной площади учитываются все боковые стороны.
Таким образом, подведём итог с вычислениями, чтобы найти финальную выражение площади полной поверхности.
[
S{полная} = S{основания} + S_{боковая} = 18 + 4a \cdot 12\ \text{кв. единиц.}
]
Дальнейшие вычисления зависят от четких значений переменных, которые нужны для более точного результата.