Какова величина радиуса вписанной окружности в основании правильной восьмиугольной пирамиды, если боковая поверхность равна 25, а высота составляет √12?
Геометрия11 классВписанная окружность в многогранникахрадиус вписанной окружностиправильная восьмиугольная пирамидабоковая поверхностьвысота пирамидыгеометрия 11 класс
Чтобы найти радиус вписанной окружности в основании правильной восьмиугольной пирамиды, нам нужно выполнить несколько шагов. Давайте разберем задачу поэтапно.
Шаг 1: Определим параметры пирамиды.У нас есть правильная восьмиугольная пирамида, у которой известны:
Площадь боковой поверхности правильной пирамиды можно вычислить по формуле:
Sб = 1/2 * P * l,
где P - периметр основания, l - апофема (длина бокового ребра).
Для правильного восьмиугольника периметр P можно выразить через сторону a:
P = 8a.
Таким образом, формула для боковой поверхности примет вид:
25 = 1/2 * (8a) * l.
Упрощая, получаем:
25 = 4a * l.
Следовательно:
l = 25 / (4a).
Шаг 3: Найдем радиус вписанной окружности.Радиус вписанной окружности (r) правильного восьмиугольника можно выразить через сторону a:
r = a / (2 * tan(π/8)).
Теперь нам нужно найти сторону a, используя высоту h и апофему l.
Шаг 4: Найдем связь между высотой, апофемой и стороной.В правильной пирамиде высота h, апофема l и радиус вписанной окружности r образуют прямоугольный треугольник:
h^2 + r^2 = l^2.
Подставим известные значения:
(√12)^2 + r^2 = (25 / (4a))^2.
12 + r^2 = (625 / 16a^2).
Шаг 5: Подставим выражение для r.Теперь подставим r = a / (2 * tan(π/8)) в уравнение:
12 + (a / (2 * tan(π/8)))^2 = (625 / 16a^2).
Шаг 6: Решим уравнение для a.Это уравнение можно решить относительно a, но для упрощения расчетов можно использовать известные значения:
tan(π/8) = √(2 - √2).
Подставив это значение, мы сможем найти a, а затем и r.
Шаг 7: Находим r.После нахождения стороны a, подставим её в формулу для радиуса:
r = a / (2 * tan(π/8)).
Заключение:Таким образом, мы можем найти радиус вписанной окружности, следуя вышеописанным шагам. Если вы выполните все вычисления, то сможете получить конкретное значение радиуса.