Чтобы найти площадь боковой поверхности правильной четырехугольной призмы, нам сначала нужно понять её структуру и использовать данные, которые у нас есть. В правильной четырехугольной призме основание является квадратом, и все боковые грани — прямоугольники. Давайте пошагово разберёмся, как решить задачу.
- Определим параметры основания:
- Пусть сторона основания квадрата равна a.
- Диагональ призмы, которая равна 7 м, проходит через две противоположные вершины верхнего и нижнего основания. Она образует прямоугольный треугольник с диагональю основания и высотой призмы. Диагональ основания квадрата будет равна a√2.
- Используем диагональ боковой грани:
- Диагональ боковой грани равна 5 м. Боковая грань является прямоугольником со сторонами a и h, где h — высота призмы.
- По теореме Пифагора для диагонали боковой грани имеем: √(a² + h²) = 5. Отсюда a² + h² = 25.
- Используем диагональ призмы:
- Диагональ призмы образует прямоугольный треугольник с диагональю основания и высотой призмы: √((a√2)² + h²) = 7.
- Это уравнение можно упростить до √(2a² + h²) = 7, что даёт 2a² + h² = 49.
- Решаем систему уравнений:
- Теперь у нас есть две системы уравнений:
- a² + h² = 25
- 2a² + h² = 49
- Вычтем первое уравнение из второго: (2a² + h²) - (a² + h²) = 49 - 25, что даёт a² = 24.
- Следовательно, a = √24 = 2√6.
- Подставим значение a² в первое уравнение: 24 + h² = 25, отсюда h² = 1, значит h = 1.
- Вычисляем площадь боковой поверхности:
- Площадь боковой поверхности призмы равна произведению периметра основания на высоту: P = 4a, следовательно, P = 4 * 2√6 = 8√6.
- Площадь боковой поверхности: S = P * h = 8√6 * 1 = 8√6 м².
Итак, площадь боковой поверхности правильной четырехугольной призмы составляет 8√6 м².