Конечно, давайте рассмотрим каждый из заданных вопросов по очереди и разберем их решения подробно.
Задача 1:
Найдите площадь полной поверхности правильной треугольной призмы, высота основания которой равна (5\sqrt{3}) см, а длина диагонали боковой грани 26 см.
Решение:
- Найдем сторону основания призмы.
Правильная треугольная призма имеет в основании правильный треугольник. Высота (h) правильного треугольника со стороной (a) равна:
[ h = \frac{a\sqrt{3}}{2} ]
Нам дано, что высота основания равна (5\sqrt{3}) см. Подставляем:
[ 5\sqrt{3} = \frac{a\sqrt{3}}{2} ]
Решая уравнение относительно (a), получаем:
[ a = 10 \text{ см} ]
- Найдем высоту призмы.
Длина диагонали боковой грани (d) равна 26 см. Диагональ боковой грани формируется из высоты призмы (H) и стороны основания (a), образуя прямоугольный треугольник. Согласно теореме Пифагора:
[ d^2 = a^2 + H^2 ]
[ 26^2 = 10^2 + H^2 ]
[ 676 = 100 + H^2 ]
[ H^2 = 576 ]
[ H = 24 \text{ см} ]
- Найдем площадь полной поверхности призмы.
Площадь боковой поверхности призмы:
[ S_{\text{бок}} = a \cdot H \cdot 3 = 10 \cdot 24 \cdot 3 = 720 \text{ см}^2 ]
Площадь одного основания (правильный треугольник со стороной (a)):
[ S_{\text{осн}} = \frac{a^2 \sqrt{3}}{4} = \frac{10^2 \sqrt{3}}{4} = 25\sqrt{3} \text{ см}^2 ]
Площадь двух оснований:
[ 2 \cdot S_{\text{осн}} = 2 \cdot 25\sqrt{3} = 50\sqrt{3} \text{ см}^2 ]
Таким образом, площадь полной поверхности призмы:
[ S{\text{полн}} = S{\text{бок}} + 2 \cdot S_{\text{осн}} = 720 + 50\sqrt{3} \text{ см}^2 ]
Задача 2:
Основанием прямого параллелепипеда служит ромб со стороной (a) и острым углом (\theta). Величина угла, образованного меньшей диагональю параллелепипеда с плоскостью его основания, равна 60 градусов. Найдите площадь боковой поверхности этого параллелепипеда.
Решение:
- Найдем меньшую диагональ ромба.
Диагонали ромба делятся пополам и пересекаются под прямым углом. Пусть меньшая диагональ ромба будет (d_1), тогда:
[ d_1 = a \sqrt{2(1 - \cos\theta)} ]
- Найдем высоту параллелепипеда.
Меньшая диагональ (d_1) образует угол 60° с плоскостью основания. Пусть высота параллелепипеда (H), тогда:
[ \tan 60^\circ = \frac{H}{\frac{d_1}{2}} ]
[ \sqrt{3} = \frac{H}{\frac{a \sqrt{2(1 - \cos\theta)}}{2}} ]
[ \sqrt{3} = \frac{2H}{a \sqrt{2(1 - \cos\theta)}} ]
[ H = \frac{a \sqrt{3} \sqrt{2(1 - \cos\theta)}}{2} ]
- Найдем площадь боковой поверхности параллелепипеда.
Площадь боковой поверхности:
[ S{\text{бок}} = 4 \times (a \times H) ]
[ S{\text{бок}} = 4 \times a \times \frac{a \sqrt{3} \sqrt{2(1 - \cos\theta)}}{2} ]
[ S_{\text{бок}} = 2a^2 \sqrt{6(1 - \cos\theta)} ]
Задача 3:
Основанием пирамиды служит правильный треугольник со стороной 6 см; две боковые грани пирамиды перпендикулярны плоскостью основания; угол, образованный третьей гранью с основанием пирамиды, равен 60 градусам. Найдите площадь полной поверхности пирамиды.
Решение:
- Найдем высоту пирамиды.
В основании лежит правильный треугольник со стороной (a = 6) см. Высота (h{\triangle}) правильного треугольника:
[ h{\triangle} = \frac{6\sqrt{3}}{2} = 3\sqrt{3} \text{ см} ]
- Найдем высоту пирамиды.
Две боковые грани перпендикулярны основанию, значит высота пирамиды падает в центр правильного треугольника. Высота боковой грани (H_{\text{бок}}) и высота пирамиды (H) формируют прямоугольный треугольник. Угол между третьей гранью и основанием равен 60°:
[ \tan 60^\circ = \frac{H}{\frac{6}{2}} ]
[ \sqrt{3} = \frac{H}{3} ]
[ H = 3\sqrt{3} \text{ см} ]
- Найдем площадь боковых граней.
Площадь боковой грани (равносторонний треугольник со стороной 6 см и высотой (3\sqrt{3})):
[ S_{\text{бок}} = \frac{1}{2} \times 6 \times 3\sqrt{3} = 9\sqrt{3} \text{ см}^2 ]
Есть две такие грани, следовательно:
[ 2 \times 9\sqrt{3} = 18\sqrt{3} \text{ см}^2 ]
Найдем площадь третьей боковой грани (равнобедренный треугольник с высотой 3 см и основанием 6 см):
[ S_{\text{третья}} = \frac{1}{2} \times 6 \times 3 = 9 \text{ см}^2 ]
- Найдем площадь основания.
Площадь основания (S{\text{осн}}):
[ S{\text{осн}} = \frac{a^2 \sqrt{3}}{4} = \frac{6^2 \sqrt{3}}{4} = 9\sqrt{3} \text{ см}^2 ]
- Найдем площадь полной поверхности пирамиды.
Суммируем площади всех граней:
[ S{\text{полн}} = S{\text{осн}} + 2 \times S{\text{бок}} + S{\text{третья}} ]
[ S{\text{полн}} = 9\sqrt{3} + 18\sqrt{3} + 9 ]
[ S{\text{полн}} = 27\sqrt{3} + 9 \text{ см}^2 ]
Таким образом, решения всех трех задач представлены подробно.