Решение:
Дано:
- Вписанная окружность с радиусом r
- Основания равнобедренной трапеции: AB = 9 и CD = 4
- Угол между боковой гранью ASD и плоскостью основания = 60°
- Площадь боковой поверхности пирамиды:
Поскольку боковая грань ASD образует угол 60° с плоскостью основания, это значит, что треугольник ASD - равносторонний.
Рассмотрим треугольник ASD:
- SD = AC = AB - CD = 9 - 4 = 5
- Угол между боковой гранью и основанием пирамиды равен 60 градусам
Так как треугольник ASD - равносторонний, то высота пирамиды равна стороне треугольника, то есть h = SD = 5.
Площадь боковой поверхности пирамиды вычисляется по формуле:
[ S_{side} = \frac{1}{2} \times perimeter_{ABCD} \times h ]
Поскольку периметр равнобедренной трапеции ABCD можно выразить через стороны AB и CD, то:
[ perimeter_{ABCD} = AB + AD + CD + BC = AB + AD + CD + AB = 2 \times AB + AD ]
Подставляем значения:
[ perimeter_{ABCD} = 2 \times 9 + 5 = 23 ]
[ S_{side} = \frac{1}{2} \times 23 \times 5 = \frac{115}{2} ]
- Площадь основания пирамиды:
Площадь основания равнобедренной трапеции можно найти, используя формулу для площади трапеции:
[ S_{base} = \frac{1}{2} \times (AB + CD) \times h ]
Подставляем известные значения:
[ S_{base} = \frac{1}{2} \times (9 + 4) \times 5 = \frac{65}{2} ]
- Площадь полной поверхности пирамиды:
Площадь полной поверхности пирамиды выражается как сумма площади боковой поверхности и двух оснований:
[ S_{total} = S_{side} + 2 \times S_{base} ]
Подставляем значения:
[ S_{total} = \frac{115}{2} + 2 \times \frac{65}{2} = \frac{115}{2} + \frac{130}{2} = \frac{245}{2} ]
Итак, площадь полной поверхности пирамиды равна ( \frac{245}{2} ) или 122.5.