Чтобы решить задачу, нам нужно найти площадь боковой грани и полную площадь поверхности прямого параллелепипеда. В основе параллелепипеда лежит ромб, и нам дана боковая диагональ параллелепипеда. Давайте разберемся шаг за шагом.
Шаг 1: Найдите высоту ромба
Когда у нас есть ромб с известной стороной и углом, мы можем найти высоту ромба. Высота (h) ромба может быть найдена, используя формулу:
[ h = a \cdot \sin(\alpha) ]
где (a) — сторона ромба, а (\alpha) — угол между сторонами.
Для данного ромба:
- Сторона (a = 12 \, \text{см})
- Угол (\alpha = 60^\circ)
[ h = 12 \cdot \sin(60^\circ) = 12 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = 6\sqrt{3} \, \text{см} ]
Шаг 2: Найдите диагонали ромба
Ромб делится диагоналями на два равносторонних треугольника. Пусть диагонали ромба — это (d_1) и (d_2). Мы можем использовать формулы:
[ d_1 = a \cdot \sqrt{2 + 2\cos(\alpha)} ]
[ d_2 = a \cdot \sqrt{2 - 2\cos(\alpha)} ]
Подставим значения:
[ d_1 = 12 \cdot \sqrt{2 + 2 \cdot 0.5} = 12 \cdot \sqrt{3} \approx 20.78 \, \text{см} ]
[ d_2 = 12 \cdot \sqrt{2 - 2 \cdot 0.5} = 12 \cdot \sqrt{1} = 12 \, \text{см} ]
Шаг 3: Найдите высоту параллелепипеда
Меньшая диагональ параллелепипеда, которая равна 13 см, — это диагональ, соединяющая противоположные вершины боковых граней. Она равна:
[ \sqrt{d_2^2 + h^2} ]
Подставим известные значения:
[ \sqrt{12^2 + h^2} = 13 ]
[ 144 + h^2 = 169 ]
[ h^2 = 25 ]
[ h = 5 \, \text{см} ]
Шаг 4: Найдите площадь боковой грани
Теперь, когда мы знаем высоту параллелепипеда, можем найти площадь боковой грани, которая представляет собой прямоугольник со сторонами 12 см и 5 см.
Площадь боковой грани:
[ S_{\text{бок}} = 12 \times 5 = 60 \, \text{см}^2 ]
Шаг 5: Площадь полной поверхности параллелепипеда
Полная площадь поверхности прямого параллелепипеда состоит из площадей двух оснований и четырех боковых граней:
[ S{\text{полная}} = 2 \cdot S{\text{основания}} + 4 \cdot S_{\text{бок}} ]
Площадь основания (ромба) можно найти по формуле:
[ S_{\text{основания}} = \frac{1}{2} \cdot d_1 \cdot d_2 = \frac{1}{2} \cdot 12 \cdot 12 = 72 \, \text{см}^2 ]
Полная площадь поверхности:
[ S_{\text{полная}} = 2 \cdot 72 + 4 \cdot 60 = 144 + 240 = 384 \, \text{см}^2 ]
Таким образом, площадь боковой грани параллелепипеда равна (60 \, \text{см}^2), а полная площадь поверхности — (384 \, \text{см}^2).