Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 31 № 3462
i

Дано пра­виль­ну три­кут­ну піраміду з бо­ко­вим реб­ром l . Знайдіть її об'єм якщо:

1.  Бічне ребро скла­дає з пло­щи­ною ос­но­ви кут α;

2.  Бічне ребро скла­дає з при­лег­лою сто­ро­ною ос­но­ви кут \varphi;

3.  Плос­кий кут при вер­шині дорівнює  гамма .

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

1.  Пусть SABC  — пра­виль­ная тре­уголь­ная пи­ра­ми­да с вер­ши­ной S и ос­но­ва­ни­ем АВС, точка О  — центр ос­но­ва­ния. Про­ведём вы­со­ту пи­ра­ми­ды SO и ра­ди­ус опи­сан­ной во­круг ос­но­ва­ния окруж­но­сти OB. Пря­мая ОВ яв­ля­ет­ся про­ек­ци­ей на­клон­ной SB на плос­кость ос­но­ва­ния, по­это­му угол SBC это угол на­кло­на бо­ко­во­го ребра к плос­ко­сти ос­но­ва­ния, то есть угол α. Вы­ра­зим OB и SO:

OB=BS умно­жить на ко­си­нус альфа =l умно­жить на ко­си­нус альфа ,

SO=BS умно­жить на синус альфа =l умно­жить на синус альфа .

В ос­но­ва­нии лежит рав­но­сто­рон­ний тре­уголь­ник, по­это­му OB = дробь: чис­ли­тель: BC ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , от­ку­да

BC= дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби умно­жить на OB= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та умно­жить на l умно­жить на ко­си­нус альфа .

Объем пи­ра­ми­ды равен

V_SABC= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на SO умно­жить на S_ABC= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на l умно­жить на синус альфа умно­жить на дробь: чис­ли­тель: левая круг­лая скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та умно­жить на l умно­жить на ко­си­нус альфа пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби умно­жить на l в кубе умно­жить на синус альфа ко­си­нус в квад­ра­те альфа = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 8 конец дроби l в кубе синус 2 альфа ко­си­нус альфа .

2.   Угол SBC  — угол между бо­ко­вым реб­ром и при­ле­га­ю­щей сто­ро­ной ос­но­ва­ния. Это и есть угол  \varphi. Про­ведём апо­фе­му SL бо­ко­вой грани BSC. По­сколь­ку тре­уголь­ник BSC рав­но­бед­рен­ный, то вы­со­та SL, про­ве­ден­ная к ос­но­ва­нию, яв­ля­ет­ся ме­ди­а­ной и бис­сек­три­сой. Вы­ра­зим BL:

BL=BS умно­жить на ко­си­нус \varphi=l умно­жить на ко­си­нус \varphi.

Сто­ро­на ос­но­ва­ния равна

BC=2 умно­жить на BL=2l умно­жить на ко­си­нус \varphi.

Ра­ди­ус опи­сан­ной около ос­но­ва­ния окруж­но­сти равен

OB= дробь: чис­ли­тель: BC ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та l умно­жить на ко­си­нус \varphi, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

Вы­со­ту пи­ра­ми­ды SO най­дем по тео­ре­ме Пи­фа­го­ра:

SO= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: BS в квад­ра­те минус OB в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: l в квад­ра­те минус дробь: чис­ли­тель: 12l в квад­ра­те ко­си­нус в квад­ра­те \varphi, зна­ме­на­тель: 9 конец дроби конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: l в квад­ра­те левая круг­лая скоб­ка 9 минус 12 ко­си­нус в квад­ра­те \varphi пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 9 конец дроби конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та l, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 минус 4 ко­си­нус в квад­ра­те \varphi конец ар­гу­мен­та .

Объем пи­ра­ми­ды равен

V_SABC= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на SO умно­жить на S_ABC= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та l, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 минус 4 ко­си­нус в квад­ра­те \varphi конец ар­гу­мен­та умно­жить на дробь: чис­ли­тель: левая круг­лая скоб­ка 2l умно­жить на ко­си­нус \varphi пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби l в кубе ко­си­нус в квад­ра­те \varphi ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 минус 4 ко­си­нус в квад­ра­те \varphi конец ар­гу­мен­та .

3.  Угол BSC   — плос­кий угол при вер­ши­не. Обо­зна­чим его γ. Вы­ра­зим BL:

BL=BS умно­жить на синус дробь: чис­ли­тель: гамма , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби =l умно­жить на синус дробь: чис­ли­тель: гамма , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Сто­ро­на ос­но­ва­ния равна

BC=2 умно­жить на BL=2l умно­жить на синус дробь: чис­ли­тель: гамма , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Ра­ди­ус опи­сан­ной около ос­но­ва­ния окруж­но­сти равен

OB= дробь: чис­ли­тель: BC ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та l умно­жить на синус дробь: чис­ли­тель: гамма , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

Вы­со­ту пи­ра­ми­ды SO най­дем по тео­ре­ме Пи­фа­го­ра:

SO= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: BS в квад­ра­те минус OB в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: l в квад­ра­те минус дробь: чис­ли­тель: 12l в квад­ра­те синус в квад­ра­те дробь: чис­ли­тель: гамма , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , зна­ме­на­тель: 9 конец дроби конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: l в квад­ра­те левая круг­лая скоб­ка 9 минус 12 синус в квад­ра­те дробь: чис­ли­тель: гамма , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 9 конец дроби конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та l, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 минус 4 синус в квад­ра­те дробь: чис­ли­тель: гамма , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби конец ар­гу­мен­та .

Объем пи­ра­ми­ды равен

V_SABC= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на SO умно­жить на S_ABC= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та l, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 минус 4 синус в квад­ра­те дробь: чис­ли­тель: гамма , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби конец ар­гу­мен­та умно­жить на дробь: чис­ли­тель: левая круг­лая скоб­ка 2l умно­жить на синус дробь: чис­ли­тель: гамма , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби l в кубе синус в квад­ра­те дробь: чис­ли­тель: гамма , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ко­рень из { 3 минус 4 синус в квад­ра­те дробь: чис­ли­тель: гамма , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

 

Ответ: 1)  дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 8 конец дроби l в кубе синус 2 альфа ко­си­нус альфа ; 2)  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби l в кубе ко­си­нус в квад­ра­те \varphi ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 минус 4 ко­си­нус в квад­ра­те \varphi конец ар­гу­мен­та ; 3)  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби l в кубе синус в квад­ра­те дробь: чис­ли­тель: гамма , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ко­рень из { 3 минус 4 синус в квад­ра­те дробь: чис­ли­тель: гамма , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Классификатор алгебры: 3\.2\. Пра­виль­ная тре­уголь­ная пи­ра­ми­да, 4\.2\. Объем мно­го­гран­ни­ка
Методы алгебры: Тео­ре­ма Пи­фа­го­ра
1
Тип Д19 C5 № 3463
i

Відповідно до умови за­в­дан­ня 31 (№ 3462) на­да­но пра­виль­ну три­кут­ну піраміду з бо­ко­вим реб­ром l. Знайдіть площу її бічної по­верхні, якщо:

1.  Бічне ребро скла­дає з пло­щи­ною ос­но­ви кут α;

2.  Бічне ребро скла­дає з при­лег­лою сто­ро­ною ос­но­ви кут \varphi.