Учебник «Геометрия. 10–11 классы», с. 76, §2 Пирамида
№245. Основанием пирамиды является прямоугольник, диагональ которого равна 8 см. Плоскости двух боковых граней перпендикулярны к плоскости основания, а две другие боковые грани образуют с основанием углы в 30∘ и 45∘. Найдите площадь поверхности пирамиды.
Идея. Две перпендикулярные основанию боковые грани пересекаются по ребру, перпендикулярному основанию — это высота пирамиды. Углы 30∘ и 45∘ превращают задачу в прямоугольные треугольники с общим катетом SA.
1Если две пересекающиеся плоскости перпендикулярны третьей, то линия их пересечения перпендикулярна этой третьей плоскости (задача 183). Линия пересечения граней SAB и SAD — ребро SA.
2AB — проекция SB на основание, BC⊥AB, поэтому по теореме о трёх перпендикулярах BC⊥SB. Прямые AB и SB лежат в основании и в грани SBC и перпендикулярны BC, значит, ∠SBA — линейный угол двугранного угла при ребре BC. Для грани SCD — аналогично, ∠SDA.
3В прямоугольных треугольниках SAB и SAD общий катет SA; стороны основания выражаются через ctg углов. Диагональ прямоугольника по теореме Пифагора даёт h.
4Грани SAB, SAD — прямоугольные треугольники с прямым углом A.
5Грани SBC и SCD — прямоугольные, прямые углы при B и D: катеты — сторона основания и боковое ребро. Рёбра SB и SD — гипотенузы треугольников SAB и SAD.
6Полная поверхность — основание и четыре боковые грани.
Частая ошибка. Углы 30∘ и 45∘ можно приписать граням двумя способами. Результат один и тот же: стороны основания просто поменяются местами.