41

Боковое ребро правильной треугольной пирамиды равно а, угол между боковыми…

06 июля 2023

Боковое ребро правильной треугольной пирамиды равно а, угол между боковыми гранями равен 2φ. Найдите длину стороны основания.

категория: геометрия



48

Пусть пирамида имеет вершину S и в основании треугольник АВС. Для простоты обозначим неизвестную сторону основания х. Из точек С и В проведем к ребру АS перпендикуляры. В силу того, что грани АSC и АSВ одинаковы, эти перпендикуляры придут в одну точку К на ребре АS. Эти перпендикуляры равны: СК=ВК. Следовательно, треугольник СКВ — равнобедренный. Мерой двугранного угла, образованного двумя боковыми гранями АSC и АSВ является линейный угол СКВ. Итак, уг. СКВ=2φИз вершины К тр-ка СКВ опустим высоту КД (она же медиана, она же биссектриса) на сторону ВС. В прямоугольном тр-ке СКД уг. СКД=φ. Половина СД стороны основания ВС равна=0,5 х или 0,5 х=СK·sinφ. В тр-ке АSC, являющемся боковой гранью, высоту СК можно найти из площадиS=1/2 CK· ASили поскольку ребро AS=a, тоS=1/2 CK· а, откудаСК=2S/а. Для другой боковой грани — тр-ка BSC, равного тр-ку АSC та же площадьS=1/2 SД· ВС илиS=0,5 SД· х. Из тр-ка СSД найдем SДSД²=SC² — CД² илиSД²=а² — (0,5 х) ² SД=√ (а² — (0,5 х) ²) Теперь пошли обратно по «жирной» цепочкеПодставим SД в S=1/2 SД· х и получимS=0,5 √ (а² — (0,5 х) ²) · хS подставим в СК=2S/а. ПолучимСК=(х/а) ·√ (а² — (0,5 х) ²) Наконец, подставим СК в 0,5 х=СK·sinφ.0,5 х=[√ (а² — (0,5 х) ²) · х/а]·sinφ. Преобразуем и найдем хх/ (2sinφ)=(х/а) ·√ (а² — (0,5 х) ²) 1/ (2sinφ)=(1/а) ·√ (а² — (0,5 х) ²) а=2sinφ·√ (а² — (0,5 х) ²) а²=4sin²φ· (а² — (0,5 х) ²а²=sin²φ· (4 а² — х²) а² — 4 а² ·sin²φ·=- х²·sin²φа² (4sin²φ — 1)=х²·sin²φх=[а·√ (4sin²φ — 1) ]/sinφ — это и есть длина стороны основания

Знаете ответ?


Есть интересный вопрос? Задайте его нашему сообществу, у нас наверняка найдется ответ!
Делитесь опытом и знаниями, зарабатывайте награды и репутацию, заводите новых интересных друзей!
Задавайте интересные вопросы, давайте качественные ответы и зарабатывайте деньги. Подробнее...