Давайте разберем каждую из задач по очереди.
Задача 1: Прямая призма с основанием в виде прямоугольного треугольника
Определим основание призмы. Основание призмы — прямоугольный треугольник, один катет которого равен 12, а острый угол — 45 градусов. В таком треугольнике оба катета равны, так как угол 45 градусов подразумевает, что треугольник является равнобедренным.
\[ a = 12, \quad b = 12 \quad (\text{где } a \text{ и } b \text{ - катеты}) \]
Найдём площадь основания. Площадь прямоугольного треугольника можно вычислить по формуле:
\[ S = \frac{1}{2} \times a \times b = \frac{1}{2} \times 12 \times 12 = 72 \text{ см}^2 \]
Вычислим высоту призмы. Объём призмы равен произведению площади основания на высоту:
\[ V = S \times h \] Подставим известные значения:
\[ 224 = 72 \times h \]
Найдем высоту \( h \):
\[ h = \frac{224}{72} = \frac{224}{72} \approx 3.11 \text{ см} \]
Найдём площадь полной поверхности призмы. Площадь полной поверхности \( S_p \) прямой призмы равна сумме площадей двух оснований и площадей боковых граней. Площадь боковых граней можно найти следующим образом:
- Площадь одного прямоугольного треугольника (основания) равна 72 см², значит для двух оснований:
\[ S_{\text{оснований}} = 2 \times 72 = 144 \text{ см}^2 \]
- Способы нахождения площадей боковых граней:
- По два прямоугольника на каждый катет:
- \( 12 \times h = 12 \times 3.11 = 37.33 \text{ см}^2 \) (для катета 12)
- Площадь второго катета также будет 37.33 см².
- Площадь оснований выдает еще 72 см², что дает:
- По два прямоугольника на каждый катет:
\[ S_{\text{боковые}} = (12 + 12) \times h = 24 \times 3.11 = 74.67 \text{ см}^2 \]
Сложим все площади:
\[ S_p = S_{\text{оснований}} + S_{\text{боковые}} = 144 + 74.67 = 218.67 \text{ см}^2 \]
Итак, площадь полной поверхности призмы примерно равна 218.67 см².
Задача 2: Сравнение площадей полных поверхностей призм
Правильная треугольная призма.
- Боковая поверхность образуется при сворачивании квадрата со стороной 6 см. Каждая сторона квадрата сворачивается в боковую грань.
- Площадь одной стороны квадрата — \( 6 \times 6 = 36 \text{ см}^2 \). Для всех четырёх боковых сторон:
\[ S_{\text{боковые (треугольная)}} = 3 \times 6 \times h, \quad (h = 6 \text{ см}) \]
Площадь основания (площадь правильного треугольника со стороной 6 см):
\[ S_{\text{основание}} = \frac{\sqrt{3}}{4} \cdot 6^2 = \frac{\sqrt{3}}{4} \cdot 36 = 9\sqrt{3} \text{ см}^2 \]
Площадь полной поверхности:
\[ S_p = 2 \times 9\sqrt{3} + 54 = 18\sqrt{3} + 54 \]
Правильная четырёхугольная призма.
- Каждое основание — квадрат со стороной 6 см:
\[ S_{\text{основание (4-угольная)}} = 6^2 = 36 \text{ см}^2 \]
Боковая поверхность:
\[ S_{\text{боковые (4-угольная)}} = 4 \cdot 6 \cdot h = 24h = 24 \cdot 6 = 144 \text{ см}^2 \]
Площадь полной поверхности:
\[ S_p = 2 \times 36 + 144 = 72 + 144 = 216 \text{ см}^2 \]
Сравнение:
- Площадь полной поверхности треугольной призмы: \( 18\sqrt{3} + 54 \approx 18 \cdot 1.732 + 54 \approx 31.176 + 54 \approx 85.176 \text{ см}^2\).
- Площадь полной поверхности четырехугольной призмы: \( 216 \text{ см}^2\).
Таким образом, площадь полной поверхности правильной четырёхугольной призмы больше, чем у треугольной.
Ответ:
- Площадь полной поверхности призмы: 218.67 см².
- Площадь полной поверхности четырёхугольной призмы больше, чем у треугольной призмы.