Чтобы найти объем правильной четырёхугольной пирамиды, нужно использовать формулу:
[
V = \frac{1}{3} \cdot S_b \cdot h
]
где ( V ) — объем пирамиды, ( S_b ) — площадь основания, ( h ) — высота пирамиды.
Шаг 1: Находим площадь основания
Основание нашей пирамиды — это квадрат ( ABCD ) со стороной, равной ( 3\sqrt{2} ). Площадь квадрата вычисляется по формуле:
[
S_b = a^2
]
Где ( a ) — длина стороны. В нашем случае:
[
S_b = (3\sqrt{2})^2 = 9 \cdot 2 = 18
]
Шаг 2: Находим высоту пирамиды
Поскольку это правильная пирамида, высота ( h ) будет перпендикулярна к основанию и будет направлена к центру квадрата ( ABCD ).
Находим расстояние от центра основания до любой из вершин. Центр квадрата ( O ) будет находиться в точке ( \left(\frac{3\sqrt{2}}{2}, \frac{3\sqrt{2}}{2}\right) ).
Найдём длину от центра ( O ) до вершины ( A ):
[
OA = \sqrt{\left(0 - \frac{3\sqrt{2}}{2}\right)^2 + \left(0 - \frac{3\sqrt{2}}{2}\right)^2} = \sqrt{2 \left(\frac{3\sqrt{2}}{2}\right)^2} = \sqrt{2 \cdot \frac{9 \cdot 2}{4}} = \sqrt{9} = 3
]
- Теперь используем теорему Пифагора для нахождения высоты ( h ):
У нас есть треугольник ( OSA ), где ( SA = 5 ) (боковое ребро) и ( OA = 3 ) (полу диагональ основания). По теореме Пифагора:
[
SA^2 = OA^2 + h^2 \
5^2 = 3^2 + h^2 \
25 = 9 + h^2 \
h^2 = 16 \
h = 4
]
Шаг 3: Находим объем пирамиды
Теперь имеем все необходимые данные для вычисления объема:
[
V = \frac{1}{3} \cdot S_b \cdot h = \frac{1}{3} \cdot 18 \cdot 4
]
Вычисления:
[
V = \frac{1}{3} \cdot 72 = 24
]
Итак, объем правильной четырёхугольной пирамиды ( SABCD ) равен ( 24 ) кубических единиц.