Диагональ боковой грани правильной треугольной призмы равна √15 и составляет с плоскостью другой боковой грани угол, синус которого равен √(3/5). Тогда какая площадь боковой поверхности призмы?
Геометрия 11 класс Правильные треугольные призмы диагональ боковой грани правильная треугольная призма угол с плоскостью синус угла площадь боковой поверхности
Для решения задачи начнем с анализа данных, которые нам даны:
Правильная треугольная призма состоит из двух равносторонних треугольников и трех прямоугольников (боковых граней). Боковые грани представляют собой прямоугольники, и диагональ одной из боковых граней будет равна √15.
Обозначим высоту призмы как h и сторону основания (равностороннего треугольника) как a. Тогда диагональ боковой грани можно выразить через a и h:
Теперь подставим известное значение диагонали:
√(a² + h²) = √15.
Квадратируя обе стороны, получаем:
a² + h² = 15. (1)
Теперь воспользуемся данными о синусе угла. Синус угла между диагональю и плоскостью другой боковой грани равен √(3/5). Это можно записать как:
sin(α) = √(3/5) = h / D,
где D - диагональ боковой грани, равная √15.
Теперь подставим D в уравнение:
√(3/5) = h / √15.
Умножим обе стороны на √15:
h = √(3/5) * √15 = √(3 * 15 / 5) = √9 = 3. (2)
Теперь подставим значение h в уравнение (1):
a² + 3² = 15.
a² + 9 = 15.
a² = 15 - 9 = 6.
a = √6.
Теперь, чтобы найти площадь боковой поверхности призмы, мы используем формулу:
Площадь боковой поверхности = Периметр основания * Высота.
Периметр равностороннего треугольника с стороной a равен:
P = 3a = 3 * √6.
Теперь подставим все известные значения в формулу:
Площадь боковой поверхности = P * h = (3 * √6) * 3 = 9√6.
Теперь необходимо оценить значение 9√6. Приблизительно √6 ≈ 2.45, тогда:
9√6 ≈ 9 * 2.45 ≈ 22.05.
Сравнивая с предложенными вариантами, мы видим, что наиболее близким значением к 22.05 является 24.
Ответ: 24.