Определите сторону основания правильной четырехугольной пирамиды, если её высота 5 см, а...

+554 голосов
1.2m просмотров

Определите сторону основания правильной четырехугольной пирамиды, если её высота 5 см, а площадь боковой поверхности 45. Помогите пожалуйста


Математика (13 баллов) | 1.2m просмотров
Дан 1 ответ
+87 голосов
Правильный ответ

Дано:

Правильная четырехугольная пирамида SABCD.        

S_{\tt bok }(SABCD) = 45 (см²).

SH = h = 5 (см).

Найти:

a - сторону основания.

Решение:

Площадь боковой поверхности правильной четырехугольной пирамиды можно вычислить по следующей формуле:

\displaystyle S_{\tt bok} = 2ab, где a - сторона основания и b - апофема (высота боковой грани, проведенная из вершины).

Попробуем выразить b через a (сторону основания) и h=5 (см) (высоту пирамиды).

Рассмотрим прямоугольный \triangle SHM (где M - середина AB). В нем SH=5 (см), а MH = a/ 2 (см) (как половина стороны квадрата, равной a см).

По теореме Пифагора:

\displaystyle SH^2+MH^2=SM^2\\\\5^2 + \bigg ( \frac{ a }{2} \bigg )^2 = b^2 \\\\25 + \frac{a^2}{4} = b^2 \\\\b = \sqrt{\frac{a^2+100}{4} }

Все это подставляем в уравнение площади боковой поверхности (при возведении в квадрат держим в голове, что a - неотрицательное):

\displaystyle S_{\tt bok} = 2ab \\\\45 = 2 \cdot a \cdot \sqrt{ \frac{a^2+100}{4} } \\\\2025 = 4 \cdot a^2 \cdot \frac{a^2+100}{4} \\\\2025 = a^2 \cdot (a^2 + 50)

Пусть a^2=t:

image -50 + {5\sqrt{169} } > 0 \\\\t_2 = \frac{-b-\sqrt{b^2-4ac} }{2a} = \frac{ -100 - \sqrt{18100} }{2} = -50 -{5\sqrt{181} } < 0" alt="\displaystyle 2025 = t(t + 100)\\\\t^2 + 100t - 2025=0 \\\\t_1 = \frac{-b+\sqrt{b^2-4ac} }{2a} = \frac{ -100 + \sqrt{18100} }{2} = -50 +{5\sqrt{181} } > -50 + {5\sqrt{169} } > 0 \\\\t_2 = \frac{-b-\sqrt{b^2-4ac} }{2a} = \frac{ -100 - \sqrt{18100} }{2} = -50 -{5\sqrt{181} } < 0" align="absmiddle" class="latex-formula">

Второй корень нам не подходит по причине отрицательности. Значит:

\displaystyle a = \sqrt{ {5\sqrt{181}}-50}

Задача решена!

Ответ:   \displaystyle \sqrt{ {5\sqrt{181}}-50} или около 4,16 (см).

(1.8k баллов)