Основанием пирамиды является квадрат. Две боковые грани пирамиды перпендикулярны к плоскости основания. Наибольшее боковое ребро пирамиды образует с высотой угол β . Расстояние от основания высоты пирамиды до середины этого ребра равно d. Найдите объём пирамиды. (подробное решение и рисунок)
ABCA1B1C1 - правильная треугольная призvf
AB=8см
AA1=6см
Найти S сеч. -?
Решение:
1)Построим сечение:
(B1C1 - (это сторона верхнего основания), А - ( это противолежащая вершина))
Проводим B1A в (AA1B1B)
Проводим АС1 в (АА1С1С)
В1С1А - искомое сечение, равнобедренный треугольник, т.к B1A =АС1
2)по теореме Пифагора из треугольника AA1B1 - прямоугольного:
B1A^2 = AA1^2+A1B1^2
отсюда:
B1A^2= 36+64=100
B1A=10
3) по формуле:
S=√p(p-a)(p-b)(p-c)
S=√14*4*4*6=8√21
ответ:8√21
или можно найти высоту АН сечения, она равна 2√21
и потом находим S=a*h/2
S=8*2√21/2=8√21
Так как боковые рёбра наклонены к плоскости основания пирамиды под одним градусом, то основание высоты пирамиды лежит в точке описанной около основания окружности.
Так как треугольник АВС прямоугольный, то центр описанной окружности лежит посередине гипотенузы. АМ=ВМ=СМ.
Пусть АМ=х, тогда АВ=2х.
В тр-ке ЕСМ ЕМ=СМ·tg60=х√3.
Центр шара, описанного около пирамиды, лежит на прямой ЕМ так как только точки этой прямой равноудалены от вершин тр-ка АВС. Поскольку СМ<ЕМ, то центр описанной окружности лежит между точками Е и М. Обозначим его точкой О. АО=ВО=СО=ЕО=6 см.
Пусть МО=у.
В тр-ке СМО СО²=СМ²+МО²=х²+у²=6².
ЕО=ЕМ-МО=х√3-у=6 ⇒ у=х√3-6, подставим это в первое уравнение:
х²+(х√3-6)²=36,
х²+3х²-12х√3+36=36,
4х²-12х√3=0,
4х(х-3√3)=0, х₁=0,
х-3√3=0,
х₂=3√3.
В тр-ке АВС АМ=ВМ=СМ=3√3 см.
ВС=АВ·cos15.
Площадь тр-ка АВС: S=(1/2)АВ·ВС·sin15=(1/2)AB²·sin15·cos15=(AB²·sin30)/4.
S=(6√3)²/8=27/2 см².
Высота пирамиды: Н=ЕМ=х√3=3√3·√3=9 см.
Объём пирамиды:
V=SH/3=27·9/6=40.5 см³ - это ответ.