Учебник «Геометрия. 10–11 классы», с. 86, Доп. задачи
№291. В прямоугольном параллелепипеде диагональ, равная d, образует с плоскостью основания угол φ, а с одной из сторон основания — угол θ. Найдите площадь боковой поверхности параллелепипеда.
Идея. Диагональ d наклонена к основанию под углом φ, поэтому через неё сразу получаем высоту h и диагональ основания. Угол θ даёт одну сторону основания, вторая — из треугольника ADC.
1Угол между наклонной и плоскостью — угол между наклонной и её проекцией. Проекция AC1 на основание — диагональ AC, значит в прямоугольном △ACC1 угол при A равен φ: противолежащий катет h=dsinφ, прилежащий AC=dcosφ.
2Грань DCC1D1 — прямоугольник, значит DC1⊥AD (по теореме о трёх перпендикулярах: AD⊥DC, а DC — проекция DC1). Поэтому в △ADC1 катет AD прилежит к углу θ.
3Вторая сторона основания находится по теореме Пифагора в прямоугольнике ABCD. Разность квадратов косинусов раскладываем формулой cos2φ−cos2θ=sin(θ+φ)sin(θ−φ).
4Периметр основания 2(AD+DC) умножаем на высоту h=dsinφ и выносим d⋅dsinφ за скобку.