Площадь поверхности правильной четырехугольной призмы равна 130 см², а длина стороны основания составляет 5 см. Каковы:
Геометрия11 классПравильные призмыплощадь поверхности правильной четырехугольной призмыдлина стороны основания призмывысота призмыдиагональ призмыплощадь диагонального сеченияплощадь круга описанного вокруг основания
Давайте решим задачу шаг за шагом.
Шаг 1: Найдем высоту призмы.
Площадь поверхности правильной четырехугольной призмы состоит из двух оснований и четырех боковых граней. Формула для площади поверхности призмы выглядит следующим образом:
P = 2 * S_основание + S_боковая
Где S_основание - площадь основания, а S_боковая - площадь боковой поверхности.
Площадь основания правильной четырехугольной призмы (квадрата) рассчитывается по формуле:
S_основание = a²,
где a - длина стороны основания. В нашем случае a = 5 см, поэтому:
S_основание = 5² = 25 см².
Теперь подставим значение площади основания в формулу для площади поверхности:
130 = 2 * 25 + S_боковая.
Считаем:
130 = 50 + S_боковая.
Следовательно, S_боковая = 130 - 50 = 80 см².
Площадь боковой поверхности правильной четырехугольной призмы можно найти по формуле:
S_боковая = Perimeter_основания * h,
где Perimeter_основания - периметр основания. Периметр квадрата рассчитывается как:
Perimeter_основания = 4 * a = 4 * 5 = 20 см.
Теперь подставим в формулу:
80 = 20 * h.
Отсюда h = 80 / 20 = 4 см.
Шаг 2: Найдем диагональ призмы.
Диагональ правильной четырехугольной призмы можно найти по формуле:
d = √(a² + h²),
где a - длина стороны основания, h - высота призмы.
Подставляем известные значения:
d = √(5² + 4²) = √(25 + 16) = √41 см.
Шаг 3: Найдем площадь диагонального сечения призмы.
Диагональное сечение правильной четырехугольной призмы представляет собой прямоугольник, где одна сторона равна диагонали основания, а другая - высоте призмы.
Площадь диагонального сечения можно найти по формуле:
S_диагональное = d * h.
Мы уже нашли d = √41 см и h = 4 см, поэтому:
S_диагональное = √41 * 4 см².
Шаг 4: Найдем площадь круга, описанного вокруг основания призмы.
Площадь круга, описанного вокруг квадрата, можно найти по формуле:
S_круга = π * R²,
где R - радиус описанной окружности. Радиус описанной окружности для квадрата равен:
R = a * √2 / 2.
Подставляем a = 5 см:
R = 5 * √2 / 2.
Теперь подставляем радиус в формулу для площади:
S_круга = π * (5 * √2 / 2)² = π * (25 * 2 / 4) = (25π / 2) см².
Итак, наши ответы: