В основании прямой призмы АВСА,В,С,D лежит равнобедренная трапеция, где ВС || AD, а также АВ = 3 см и AD = 5 см. Диагональ призмы В,D образует угол 45° с плоскостью основания, при этом плоскости АА,В и B,BD перпендикулярны. Каков объем этой призмы?
Геометрия 11 класс Объем прямой призмы объем прямой призмы равнобедренная трапеция угол 45 градусов плоскость основания диагональ призмы
Для нахождения объема прямой призмы, нам нужно знать площадь основания и высоту призмы. Давайте разберем шаги решения:
Шаг 1: Найдем площадь основанияВ основании призмы лежит равнобедренная трапеция ABCD, где BC || AD. Из условия нам известно, что:
Поскольку трапеция равнобедренная, то и стороны BC и AD будут равны по длине. Обозначим длину боковых сторон BC и CD как x. Площадь трапеции можно найти по формуле:
Площадь = (a + b) * h / 2,
где a и b — это основания трапеции (BC и AD), а h — высота трапеции.
Сначала нам нужно найти высоту h. Для этого воспользуемся теоремой Пифагора. В равнобедренной трапеции, если провести перпендикуляр из точки B на сторону AD, мы получим два прямоугольных треугольника.
Известно, что:
В этом случае, длина BC будет равна длине AD, то есть 5 см. Теперь, чтобы найти высоту, мы можем использовать тот факт, что в равнобедренной трапеции высота h и половина разности оснований образуют прямоугольный треугольник:
Шаг 2: Находим высоту hПоловина разности оснований:
(AD - BC) / 2 = (5 - 3) / 2 = 1 см.
Теперь можем найти высоту h:
h = sqrt(AB^2 - (AD - BC)^2) = sqrt(3^2 - 1^2) = sqrt(9 - 1) = sqrt(8) = 2√2 см.
Шаг 3: Подставляем в формулу площадиТеперь подставим значения в формулу площади:
Площадь = (BC + AD) * h / 2 = (3 + 5) * 2√2 / 2 = 8 * √2 см².
Шаг 4: Находим высоту призмыТеперь нам нужно найти высоту призмы. Из условия задачи нам известно, что диагональ BD образует угол 45° с плоскостью основания. Это означает, что высота призмы равна длине диагонали BD.
Так как угол 45°, можно сказать, что высота h_prism равна длине основания в этом случае. То есть, высота призмы h_prism = h = 2√2 см.
Шаг 5: Находим объем призмыТеперь можем найти объем призмы по формуле:
Объем = Площадь основания * Высота
Объем = 8√2 * 2√2 = 16 см³.
Таким образом, объем данной прямой призмы составляет 16 см³.