Математика · 11 класс Задача №3441102
А
А
Задача: основание четырехугольной пирамиды — ромб, периметр 40 см, площадь основания 80 см². Все двугранные углы при рёбрах основания равны 45°. Найти высоту пирамиды.
План решения:
- Найдём стороны ромба и его инкружность.
- Используем связь высоты с диагональными расстояниями до основанной плоскости и угла dihedral.
Данные:
- Периметр основания: P = 40 см ⇒ сторона ромба s = 40/4 = 10 см.
- Площадь основания: A = 80 см².
Шаг 1. Инкругность ромба и радиус вписанной окружности
- Ромб является выпуклым тетраконвексным параллелограммом с равными сторонами, и у него есть вписанная окружность (суммы противоположных сторон равны).
- Полупериметр: p = P/2 = 20 см.
- Для фигуры с вписанной окружностью площадь равна A = r · p, где r — радиус вписанной окружности.
- Значит r = A / p = 80 / 20 = 4 см.
Шаг 2. Связь высоты с расстоянием от projeksii вершины до стороны ромба
- Обозначим V вершину пирамиды, O — проекцию V на плоскость основания (то есть высота h = VO).
- Диедральный угол вдоль любой стороны ромба равен 45°. В плоскости, перпендикулярной данной стороне, можно увидеть прямоугольный треугольник с вертикальной стороной h и горизонтальным расстоянием d от точки O до данной стороны. Тогда tan(45°) = h / d ⇒ h = d.
- В ромбе расстояние от центра (пересечения диагоналей) до любой стороны равно радиусу вписанной окружности r. Поскольку O является центром симметрии ромба, расстояние от O до каждой стороны одинаково и равно r = 4 см.
- Следовательно d = 4 см для каждой стороны. А значит, высота h = d = 4 см.
Итого: Высота пирамиды равна 4 см.