Каков объем прямого параллелепипеда, если его диагонали равны 16 и 10 см, высота составляет 4 см и угол между диагоналями основания составляет 45 градусов?
Морской_Бриз
Для решения этой задачи мы можем использовать свойство параллелепипеда, согласно которому диагонали параллелепипеда делят его на 12 равных тетраэдров.
Для начала нам понадобится найти длину боковых ребер параллелепипеда. Мы можем использовать теорему Пифагора для треугольника, образованного двумя диагоналями основания и одним из его боковых ребер.
По теореме Пифагора, сумма квадратов катетов равна квадрату гипотенузы. В нашем случае катетами будут являться половины диагоналей основания, а гипотенузой - боковое ребро.
Получаем следующее уравнение:
\[\left(\frac{{16}}{{2}}\right)^2 + \left(\frac{{10}}{{2}}\right)^2 = b^2\]
Вычислив значение выражения слева, получаем:
\[\left(\frac{{8}}{{2}}\right)^2 + \left(\frac{{5}}{{2}}\right)^2 = b^2\]
\[4^2 + \frac{{25}}{{4}} = b^2\]
\[16 + \frac{{25}}{{4}} = b^2\]
\[b^2 = \frac{{64 + 25}}{{4}}\]
\[b^2 = \frac{{89}}{{4}}\]
\[b = \sqrt{\frac{{89}}{{4}}}\]
\[b = \frac{{\sqrt{89}}}{2}\]
Таким образом, длина бокового ребра параллелепипеда равна \(\frac{{\sqrt{89}}}{2}\) см.
Теперь мы можем найти объем параллелепипеда, используя формулу \(V = S \cdot h\), где \(S\) - площадь основания параллелепипеда, а \(h\) - его высота.
Площадь основания параллелепипеда можно найти как произведение длин его двух диагоналей основания, умноженных на половину синуса угла между ними:
\[S = \left(\frac{{16}}{{2}}\right) \cdot \left(\frac{{10}}{{2}}\right) \cdot \frac{{1}}{{2}} \cdot \sin 45^\circ\]
Вычисляем значение выражения, используя значение синуса 45 градусов (син 45° = \(\frac{1}{\sqrt{2}}\)), получаем:
\[S = 8 \cdot 5 \cdot \frac{1}{2} \cdot \frac{1}{\sqrt{2}}\]
\[S = 20 \cdot \frac{1}{2} \cdot \frac{1}{\sqrt{2}}\]
\[S = 10 \cdot \frac{1}{\sqrt{2}}\]
Теперь, подставив найденные значения, мы можем вычислить объем параллелепипеда:
\[V = 10 \cdot \frac{1}{\sqrt{2}} \cdot 4\]
\[V = 40 \cdot \frac{1}{\sqrt{2}}\]
\[V = \frac{40}{\sqrt{2}}\]
\[V = \frac{40 \sqrt{2}}{2}\]
\[V = 20 \sqrt{2}\]
Таким образом, объем прямого параллелепипеда равен \(20 \sqrt{2}\) кубических сантиметров.
Для начала нам понадобится найти длину боковых ребер параллелепипеда. Мы можем использовать теорему Пифагора для треугольника, образованного двумя диагоналями основания и одним из его боковых ребер.
По теореме Пифагора, сумма квадратов катетов равна квадрату гипотенузы. В нашем случае катетами будут являться половины диагоналей основания, а гипотенузой - боковое ребро.
Получаем следующее уравнение:
\[\left(\frac{{16}}{{2}}\right)^2 + \left(\frac{{10}}{{2}}\right)^2 = b^2\]
Вычислив значение выражения слева, получаем:
\[\left(\frac{{8}}{{2}}\right)^2 + \left(\frac{{5}}{{2}}\right)^2 = b^2\]
\[4^2 + \frac{{25}}{{4}} = b^2\]
\[16 + \frac{{25}}{{4}} = b^2\]
\[b^2 = \frac{{64 + 25}}{{4}}\]
\[b^2 = \frac{{89}}{{4}}\]
\[b = \sqrt{\frac{{89}}{{4}}}\]
\[b = \frac{{\sqrt{89}}}{2}\]
Таким образом, длина бокового ребра параллелепипеда равна \(\frac{{\sqrt{89}}}{2}\) см.
Теперь мы можем найти объем параллелепипеда, используя формулу \(V = S \cdot h\), где \(S\) - площадь основания параллелепипеда, а \(h\) - его высота.
Площадь основания параллелепипеда можно найти как произведение длин его двух диагоналей основания, умноженных на половину синуса угла между ними:
\[S = \left(\frac{{16}}{{2}}\right) \cdot \left(\frac{{10}}{{2}}\right) \cdot \frac{{1}}{{2}} \cdot \sin 45^\circ\]
Вычисляем значение выражения, используя значение синуса 45 градусов (син 45° = \(\frac{1}{\sqrt{2}}\)), получаем:
\[S = 8 \cdot 5 \cdot \frac{1}{2} \cdot \frac{1}{\sqrt{2}}\]
\[S = 20 \cdot \frac{1}{2} \cdot \frac{1}{\sqrt{2}}\]
\[S = 10 \cdot \frac{1}{\sqrt{2}}\]
Теперь, подставив найденные значения, мы можем вычислить объем параллелепипеда:
\[V = 10 \cdot \frac{1}{\sqrt{2}} \cdot 4\]
\[V = 40 \cdot \frac{1}{\sqrt{2}}\]
\[V = \frac{40}{\sqrt{2}}\]
\[V = \frac{40 \sqrt{2}}{2}\]
\[V = 20 \sqrt{2}\]
Таким образом, объем прямого параллелепипеда равен \(20 \sqrt{2}\) кубических сантиметров.
Знаешь ответ?