Завдання № 67

№ 67 ЗПС = № 67 ЗПС

Об’єм правильної восьмикутної призми дорівнює $8$ м$^{3}$, а її висота дорівнює $2{,}2$ м. Знайдіть площу бічної поверхні призми.

Розв’язок:

Відповідь до завдання № 67 ЗПС Геометрія

Об’єм призми обчислюється за формулою:

$V=S_{\text{осн}}\cdot h$

де $S_{\text{осн}}$ — площа основи, $h$ — висота призми.

Знайдемо площу основи:

$S_{\text{осн}}=\frac{V}{h}=\frac{8}{2{,}2}=\frac{80}{22}=\frac{40}{11}\text{ (м}^{2}\text{)}$

Площа бічної поверхні правильної призми обчислюється за формулою:

$S_{\text{біч}}=P_{\text{осн}}\cdot h$

де $P_{\text{осн}}$ — периметр основи.

Знайдемо площу правильного восьмикутника зі стороною $a$. Добудуємо його до квадрата: у кутах квадрата утворюються 4 рівнобедрені прямокутні трикутники з гіпотенузою $a$ і катетами $\frac{a}{\sqrt{2}}$. Сторона квадрата дорівнює $a+2\cdot\frac{a}{\sqrt{2}}=a+a\sqrt{2}=a(1+\sqrt{2})$. Тоді

$S_{\text{осн}}=a^{2}(1+\sqrt{2})^{2}-4\cdot\frac{1}{2}\cdot\left( \frac{a}{\sqrt{2}} \right)^{2}=$

$=a^{2}(3+2\sqrt{2})-a^{2}=2a^{2}(1+\sqrt{2})$

Звідси знайдемо сторону $a$:

$2a^{2}(1+\sqrt{2})=\frac{40}{11}$

$a^{2}=\frac{20}{11(1+\sqrt{2})}$

$a=\sqrt{\frac{20}{11(1+\sqrt{2})}}$

Периметр восьмикутника:

$P_{\text{осн}}=8a=8\sqrt{\frac{20}{11(1+\sqrt{2})}}$

Тоді площа бічної поверхні:

$S_{\text{біч}}=8\sqrt{\frac{20}{11\left( 1+\sqrt{2} \right)}}\cdot2{,}2=$

$=17{,}6\sqrt{\frac{20}{11(1+\sqrt{2})}}\text{ (м}^{2}\text{)}$

Спростимо вираз, домноживши підкореневий вираз на $\frac{\sqrt{2}-1}{\sqrt{2}-1}$:

$\frac{20}{11\left( 1+\sqrt{2} \right)}=\frac{20\left( \sqrt{2}-1 \right)}{11};$

$17{,}6\sqrt{\frac{20(\sqrt{2}-1)}{11}}=16\sqrt{2{,}2(\sqrt{2}-1)}.$

Відповідь:

$16\sqrt{2{,}2(\sqrt{2}-1)}$ м$^{2}$.

Повідомити про помилку