Pole powierzchni bocznej graniastosłupa prawidłowego sześciokątnego jest równe 96√3 cm^3, a pole jego powierzchni całkowitej wynosi 144√3 cm^2. Oblicz miarę kąta nachylenia przekątnej ściany bocznej tego graniastosłupa do krawędzi podstawy.​

Odpowiedź :

Odpowiedź:

a - krawędź podstawy = ?

H - wysokość graniastosłupa = ?

Pb - pole boczne = 6aH = 96√3 cm²

Pc - pole całkowite = 2 * Pp +Pb =2Pp + 96√3 cm² = 144√3 cm²

2Pp = 144√3 cm² - 96√3 cm² = 48√3 cm²

Pp - pole podstawy = 48√3 cm² : 2= 24√3 cm²

Pp = 3a²√3/2

3a²√3/2 =24√3cm²

3a²√3 = 2 * 24√3 cm² = 48√3 cm²

a² = 48√3 cm² : 3√3  = 16 cm²

a = √16 cm = 4 cm

6aH = 96√3 cm²

6 * 4 cm * H = 96√3 cm²

24 cm * H = 96√3 cm²

H = 96√3 cm² : 24 cm = 4√3 cm

α -kąt nachylenia przekątnej ściany bocznej

tgα = H/a = 4√3 cm : 4 cm = √3

tgα = tg60°

α = 60°

Graniastosłup prawidłowy sześciokątny  ⇒ w podstawie sześciokąt foremny.

[tex]P_{c} =2\cdot P_{p} +P_{b} \\\\P_{b} =96\sqrt{3} ~cm^{2} \\\\P_{c} =144\sqrt{3} ~cm^{2} \\\\2\cdot P_{p} + 96\sqrt{3}=144\sqrt{3}\\\\2\cdot P_{p} =144\sqrt{3}- 96\sqrt{3}\\\\2\cdot P_{p} =48\sqrt{3}~~\mid \div 2\\\\ P_{p} =24\sqrt{3}\\\\P_{p} =6\cdot P\Delta_{rownobocznego} ~~\land~~ P\Delta_{rownobocznego} =\dfrac{a^{2} \sqrt{3} }{4} ~~\land~~P_{p} =24\sqrt{3}\\\\6\cdot \dfrac{a^{2} \sqrt{3} }{4} =24\sqrt{3}~~\mid \div \sqrt{3} \\\\[/tex]

[tex]\dfrac{3}{2} a^{2} =24~~\mid \div \dfrac{3}{2}\\\\a^{2} =16~~\land ~~ a > 0~~\Rightarrow ~~a=4~cm\\\\\\P_{b} =6\cdot P_{prostokat} ~~\land~~ P_{prostokat}=a\cdot h\\\\P_{b} =6\cdot a\cdot h ~~\land ~~P_{b} =96\sqrt{3} ~cm^{2} ~~\land~~a=4~cm\\\\6\cdot 4\cdot h = 96\sqrt{3}\\\\ 24\cdot h = 96\sqrt{3}~~\mid \div 24\\\\ h = 4\sqrt{3}~cm[/tex]

[tex]\beta =?\\\\I.~~metoda\\\\tg\beta =\dfrac{h}{a} ~~\land ~~a=4~cm~~\land~~h=4\sqrt{3} ~cm\\\\tg\beta =\dfrac{4\sqrt{3} ~cm }{4~cm } \\\\tg\beta =\sqrt{3} ~~\Rightarrow ~~\beta =60^{0}[/tex]

II. metoda    

Miara ∡β , która jest szukana możemy ją podać bez obliczeń.

Po obliczeniu h oraz a , miarę kąta β możemy określić stosując zależność długości w Δ prostokątnym , w którym kąty mają miarę 30°, 60° oraz 90°.

h = 4√3 cm  ∧  a = 4 cm    ⇒   β = 60°

Zobacz obrazek ZbiorJ