С треугольником в основании

Тетраэдр (пирамида)

Примечание. Это часть урока с задачами по геометрии (раздел стереометрия, задачи о тетраэдре (пирамиде)). Если Вам необходимо решить задачу по геометрии, которой здесь нет - пишите об этом в форуме. В задачах вместо символа "квадратный корень" применяется функция sqrt(), в которой sqrt - символ квадратного корня, а в скобках указано подкоренное выражение. Для простых подкоренных выражений может использоваться знак "√".

Задача.
Основание тетраэдра DABC треугольник со сторонами 13 см,14 см, 15 см. Расстояние от точки D до сторон треугольника основания равны 5 см. Найти расстояние от точки D до плоскости АВС.

Решение.
Расстояние от вершины до плоскости основания равно высоте, которая опущена из вершины на основание.
Величины апофемы пирамиды равны по условию задачи. Таким образом, прямоугольные треугольники, образованные высотой пирамиды, апофемой и отрезком, соединяющим высоту и точку касания апофемы и основания - равны. Откуда - высота, опущенная из вершины - является центром вписанной в основание окружности.

Найдем радиус вписанной в основание окружности. Формула радиуса окружности, вписанной в произвольный треугольник:

p = (13 + 14 + 15) / 2 = 21
r = 4

Таким образом, расстояние от точки D до плоскости основания равно длине высоты, опущенной из вершины на основание. По теореме Пифагора:

5² = h² + 4²
h² = 25 - 16
h² = 9
h = 3

Ответ: 3 см.

Задача.
Найдите угол между двумя скрещивающимися медианами двух боковых граней правильного тетраэдра.

Решение.
Поскольку медианы скрещиваются, они лежат в одной плоскости. Поскольку они проведены к боковым граням правильного тетраэдра, то эта плоскость лежит на боковой грани. Поскольку тетраэдр является правильным, то каждая из его граней представляет собой правильный треугольник.

Все углы равностороннего треугольника равны 60 градусам.
Поскольку в равностороннем треугольнике каждая медиана является одновременно и биссектриссой и высотой, то:
MAB = 30 градусов
ANK = 90 градусов
Откуда AKN = 180 - 90 -30 = 60 градусов.

Ответ: Медианы пересекаются под углом 60 градусов

Пирамида с прямоугольным треугольником в основании

Задача

В основании пирамиды лежит прямоугольный треугольник, один из катетов которого 8см, а радиус описанной около него окружности равен 5 см. Основанием высоты этой пирамиды является середина гипотенузы. Высота пирамиды равна 12см. Вычислить боковые ребра пирамиды.

Решение.

В основании пирамиды лежит прямоугольный треугольник. Центр окружности, описанной около прямоугольного треугольника, лежит на его гипотенузе. Соответственно, AB = 10 см, AO = 5 см.

Поскольку высота ON = 12 см, то величина ребер AN и NB равна
AN² = AO² + ON²
AN² = 5² + 12²
AN = √169
AN = 13

Поскольку нам известна величина AO = OB = 5 см и величина одного из катетов основания (8 см), то высота, опущенная на гипотенузу, будет равна
CB² = CO² + OB²
64 = CO² + 25
CO² = 39
CO = √39

Соответственно, величина ребра CN будет равна
CN² = CO² + NO²
CN² = 39 + 144
CN = √183

Ответ: 13, 13, √183

Задача

Основание пирамиды прямоугольный треугольник, катеты которого равны 8 и 6 см. высота пирамиды равна 10 см. Вычислить объем пирамиды.

Решение.
Объем пирамиды найдем по формуле:
V = 1/3 Sh

Площадь основания найдем по формуле нахождения площади прямоугольного треугольника:
S = ab/2 = 8 * 6 / 2 = 24
откуда
V = 1/3 * 24 *10 = 80 см³.