Правильная пирамидаВыполнила Петренко Наталья Викторовна,Учитель математики МОУ СОШ №7,Ст.Воронежской, Усть - Лабинского района,Краснодарского края
В правильной четырехугольной пирамиде известны длина стороны основания 2 и длина высоты 2. Найдите: объем пирамиды;б) площадь боковой поверхности; в) угол наклона бокового ребра к плоскости основания; г) угол наклона боковой грани к плоскости основания; д) радиус вписанного шара; е) радиус описанного шара; ж) расстояние от вершины пирамиды до плоскости основания;
з) расстояние от вершины пирамиды до ребра основания; и) расстояние от ребра основания до противоположной грани; к) расстояние между боковым ребром и скрещивающейся с ним диагональю основания; л) объем вписанного конуса; м) площадь боковой поверхности описанного конуса.
а) КО – высота пирамиды) Проведем апофему КТ и найдем ее длину из Δ КОТ:
В) Так как в правильной пирамиде всеуглы наклона всех боковых ребер к плоскости основания равны, то найдем например, <КСО. Рассмотрим ΔКСОКО=2, ОС=0,5 АС, где АС – диагональквадрата АВСD, значит
г) Так как в правильной пирамидеуглы наклона всех боковых гранейк плоскости основания равны, то найдем, например, угол наклонабоковой грани KCD к плоскости АВС.так как KT DC, то OT DC, поэтому < КТО -линейный угол искомого двугранного угла. Рассмотрим Δ КТО:КО=2.
д) Так как двугранные углы при основании правильной пирамиды равны, то центр вписанного шара (точка О1) принадлежит высоте КО. Обозначим радиус вписанногошара буквой r. Рассмотрим Δ КТО: О1Р=О1О= r. Используя подобие треугольников Δ КТО и Δ КО1Р, имеем:
е) Так как боковые ребра правильной пирамиды равны, то центр описанного шара (точка О2) лежит на прямой КО. Обозначим радиус описанного шара через R. Рассмотрим Δ КСО. По теореме Пифагора из Δ О2ОС:Получаем, что центр описанного шара совпадает с точкой О.) Расстояние от точки К до плоскости АВС равнодлине отрезка КО и равно 2.
з) Так как в правильной пирамиде расстояния от вершины до ребер основания равны, то найдем, например, расстояние от точки К до ребра СD, Это расстояниеравно длине апофемы КТ и равнои) Так как прямая DС параллельна плоскости АВК (по признаку параллельности прямой и плоскости), то расстояние от прямой DС до плоскости АВК равно расстоянию от любой точки прямой DС до этой плоскости. Рассмотрим на прямой ВС точку Т. И из Δ ЕКТ (точка Е — середина АВ) найдем искомое расстояние. Это расстояние равно длине высоты ТН. Найдем длину ТН, выразив двумя способами площадь Δ ЕКТ.
К) Найдем расстояние от ребра КС до диагонали ВD.Проведем высоту OF в Δ КСО и докажем , что OF- общий перпендикуляр к прямым КС и ВD.1) OF┴ КС по построению2) Так как ВD ┴(КСО) (По признаку перпендикулярности прямой и Плоскости), а OF (КСО), то ВD┴OF3)Найдем длину OF, используя площадь Δ КСО
Векторно-координатный метод1) Введем прямоугольную систему координат. Пусть SN- общий перпендикуляр прямых KC и BD. Найдем длину вектора SN2)Так как SD коллинеарен BD, то существует такое число х, чтоНайдем координаты векторов:
л) Высота вписанного конуса равна высоте пирамиды, а радиус основания конуса равен радиусу окружности, вписанной в квадрат АВСD, поэтомум) Образующая описанного конуса равна боковому ребру пирамиды, а радиус основания конуса равен радиусу окружности, описанной около квадрата АВСD, поэтому
Спасибо за внимание.