profile
Опубликовано 5 лет назад по предмету Геометрия от sevposuda

Найдите объём правильной треугольной пирамиды, середина высоты которой удалена от боковой грани и от бокового ребра на расстояния 2 и sqrt{10} соответственно. При необходимости округлите ответ до двух знаков после запятой.

  1. Ответ
    Ответ дан dnepr1
    Пусть имеем правильную пирамиду АВСS,
    Проведём осевое сечение через ребро ВS.
    Получим треугольник Д
    ВS, высота SО = Н в нём является высотой пирамиды, сторона SД - это апофема грани АСS.
    Из середины 
    SО (пусть это точка М) проведём перпендикуляры на SД и SВ.
    Это будут заданные расстояния МЕ = 2 и МК = 
    √10.

    По свойству высоты ВД = h равностороннего треугольника АВС она делится точкой О на части ОД = (1/3)h и ОВ = (2/3)h.
    Обозначим половину высоты Н за х, сторону основания за а.

    Определим SK = √(x²-10), SE = √(x²-4).
    tgДSO = 2/√(x²-4),  tgВSO = √10/√(х²-10).
    Выразим: ОВ = 2х*tgВSO = 2√10*х/√(х²-10),
                    ОД = 2х*tgДSO = 4х/√(х²-4)
    А так как ОВ = 2ОД, составим уравнение:
     2√10*х/√(х²-10) = 2*4х/√(х²-4).
    После сокращения на 2х и возведения в квадрат обеих частей уравнения, получаем: 10/(х²-10) = 16/(х²-4).
    Раскроем скобки и выразим относительно х:
    10х²-40 = 16х²-160,
    6х² = 120,
    х² = 120/6 = 20,
    Отсюда х = √20 =  2√5, высота пирамиды Н = 2х = 4√5.
    Находим значения тангенсов углов:
    tgДSO = 2/(√20-4) = 2/4 = 1/2, tgВSO = √10/(√20-10) = √10/√10 = 1.
    Высота h = ВД =ВО + ОД = Н*tgВSO + Н*tgДSO =
    = 4√5*(1/2) + 4√5*1 = 2√5 + 4√5 = 6√5.

    Теперь находим сторону основания:
    а = h/cos30° = 6√5/(√3/2) = 12√5/√3 = 4√15.
    Площадь АВС как равностороннего треугольника равна So = a²√3/4 =
    = 16*15√3/4 = 4*15√3 = 60√3.
    Объём пирамиды V = (1/3)SoH = (1/3)*60√3*4√5 = 80√15 ≈   309,8387 куб.ед.
Самые новые вопросы