В четырехугольной пирамиде, в основании которой лежит квадрат, две боковые грани перпендикулярны к плоскости её основания, а одна из оставшихся боковых граней составляет с основанием угол 30∘. Высота пирамиды равна 2. Найдите площадь боковой поверхности пирамиды. В ответ запишите число, умноженное на 3.

Соединим точки в иа. проведём серединный перпендикуляр к отрезку ав. он пересечёт ав в точке о. выберем на нём точку м и соединим её с точками в и а. найдём мо^2= bm^2- ob^2 mo^ 2= am^2 - ao^2. т.к. вм= ма и во=ао , то расстояние до точки м есть величина постоянная.

авсд -ромб

< авс=60

т.о пересечение диагоналей

ас -малая диагональ =2*оа=2*авsin(< авс/2)=2*10√3*sin30=10√3

плоскость параллельна ас, т.е. проекция ас на плоскость =10√3

во=авcos(< авс/2)=10√3*(√3/2)=15

вд=30

он -высота на плоскость =9

вн²=во²-он²=225-81=144

вн=12 -проекция на плоскость во

проекция на плоскость вд =вн*2=24

отв: 10√3 и 24

 

согласно теореме синусов для треугольника abd

sin adb          sin bad    

=

      ab                        bd

в данном случае

    4 / 5            sin bad

=   ,    откуда  sin bad = 4 / √41

      √ 41                  5

угол  adb - тупой, угол  bad - острый, поэтому

cos adb = - √(1 - (4/5)²) = -3/5

cos bad = √(1 - (4/√41)²) = 5/√41

sin abd = sin(adb + bad) = sin adb * cos bad + cos adb * sin bad =

= 4/5 * 5/√41 + (-3/5) * 4/√41 = (20 - 12) / (5 * √41) = 8 / (5 * √41)

площади треугольников  abd  и  cbd  равны, поэтому площадь

параллелограмма  abcd

s = ab * bd * sin abd = 5 * √41 * (8 / (5 * √41)) = 8

 

полупериметр р=(a+b+c)\2

p=(18+15+15)\2=24

 

площадь треугольника по формуле герона

s^2=p(p-a)(p-b)(p-c)

s^2=24*(24-18)*(24-15)*(24-15)= 144*9*9

s=12*9=108

 

радиус вписанной окружности r=s\p

r=108\24=4.5 cм

 

радиус описанной окружности r=abc\(4s)

r=18*15*15\(4*108)=9.375 cм