В правильной треугольной пирамиде угол между апофемами равен 60°. Как можно вычислить площадь полной поверхности этой пирамиды, если длина стороны основания составляет 4 см?
Геометрия11 классПлощадь полной поверхности правильной треугольной пирамидыправильная треугольная пирамидаугол между апофемамиплощадь полной поверхностидлина стороны основаниягеометрия 11 класс
Чтобы вычислить площадь полной поверхности правильной треугольной пирамиды, нам нужно знать площадь основания и площадь боковых граней. Мы начнем с вычисления площади основания, а затем перейдем к боковым граням.
Шаг 1: Вычисление площади основанияОснование правильной треугольной пирамиды является равносторонним треугольником. Площадь равностороннего треугольника можно вычислить по формуле:
Площадь = (a^2 * √3) / 4,
где a - длина стороны треугольника.
В нашем случае a = 4 см. Подставляем значение:
Площадь = (4^2 * √3) / 4 = (16 * √3) / 4 = 4√3 см².
Шаг 2: Вычисление высоты боковой граниТеперь нам нужно найти высоту боковой грани. У нас есть угол между апофемами, равный 60°. Это значит, что мы можем использовать свойства равностороннего треугольника.
Апофема (h) правильной треугольной пирамиды образует прямоугольный треугольник с половиной стороны основания и высотой пирамиды. Половина стороны основания равна:
4 см / 2 = 2 см.
В этом прямоугольном треугольнике угол между апофемами равен 60°, а значит, мы можем использовать тригонометрические функции для нахождения высоты.
С учетом угла 60° и половины стороны основания, высота (h) будет равна:
h = 2 * √3 см.
Шаг 3: Вычисление площади боковых гранейПлощадь боковой грани представляет собой равнобедренный треугольник, основание которого равно стороне основания (4 см),а высота - это найденная высота (h = 2√3 см).
Площадь одной боковой грани можно вычислить по формуле:
Площадь = (1/2) * основание * высота.
Подставляем значения:
Площадь = (1/2) * 4 * 2√3 = 4√3 см².
Так как у нас 3 боковые грани, общая площадь боковых граней будет:
Общая площадь боковых граней = 3 * 4√3 = 12√3 см².
Шаг 4: Вычисление полной площади поверхностиТеперь мы можем вычислить полную площадь поверхности пирамиды:
Полная площадь = площадь основания + площадь боковых граней.
Полная площадь = 4√3 + 12√3 = 16√3 см².
Ответ: Площадь полной поверхности правильной треугольной пирамиды составляет 16√3 см².