Конечно, давайте разберёмся с задачей.
Определим, что дано:
- S abcd - правильная пирамида, то есть основание является правильным многоугольником , а вершина находится над центром основания.
- Sa = 4 см - длина бокового ребра.
- Угол sad = 45 градусов - угол между боковым ребром и основанием.
Найти:
- So - высоту пирамиды.
- Sбок - площадь боковой поверхности пирамиды.
Определение высоты пирамиды
Для удобства введём обозначения:
- - центр основания пирамиды.
- - длина стороны основания квадрата .
- - высота пирамиды .
Треугольник является прямоугольным, так как перпендикулярен плоскости основания . В нём:
- - гипотенуза.
- - высота пирамиды.
- - половина диагонали квадрата .
Диагональ квадрата с длиной стороны равна . Половина диагонали равна .
По условию угол . В треугольнике :
Так как = 1 ):
Следовательно,
Теперь найдём :
Подставим в формулу:
Но нам нужно выразить через . Так как в правильной пирамиде является гипотенузой треугольника , то по теореме Пифагора:
Подставим известные значения:
Решим уравнение относительно :
Поскольку ):
Нахождение площади боковой поверхности
Боковая поверхность правильной пирамиды состоит из 4 равных треугольников. Площадь одного треугольника:
Основание каждого треугольника - сторона квадрата . Высота треугольника - отрезок, проведённый от вершины пирамиды перпендикулярно к середине стороны квадрата .
Для нахождения апофемы воспользуемся треугольником :
Площадь одного треугольника:
Теперь умножим на 4, чтобы получить общую площадь боковой поверхности:
Площадь боковой поверхности будет равна:
Таким образом, высота пирамиды равна см, а площадь боковой поверхности равна см².