/Szkoła średnia/Geometria/Stereometria/Ostrosłup/Dowolny/Czworokątny/Trapez w podstawie

Zadanie nr 9646997

Podstawą ostrosłupa ABCDS jest trapez ABCD . Przekątna AC tego trapezu ma długość  √ -- 4 6 , jest prostopadła do ramienia BC i tworzy z dłuższą podstawą AB tego trapezu kąt o mierze 30∘ . Każda krawędź boczna tego ostrosłupa ma tę samą długość 9. Oblicz odległość spodka wysokości tego ostrosłupa od jego krawędzi bocznej SD .

Wersja PDF

Rozwiązanie

Rozpoczynamy od naszkicowania opisanej sytuacji – aby to zrobić zauważmy, że z treści wynika, że podstawami trapezu są odcinki AB i CD oraz |AB | > |CD | .


PIC


Zauważmy jeszcze, że z informacji o tym, że wszystkie krawędzie boczne mają tę samą długość wynika, że trójkąty prostokątne AES ,BES ,CES i DES są przystające, więc AE = BE = CE = DE , co z kolei oznacza, że spodek E wysokości ostrosłupa jest środkiem okręgu opisanego na trapezie ABCD (w szczególności trapez ten musi być równoramienny).

Skupmy się teraz na obliczeniu promienia R okręgu opisanego na trapezie ABCD . Można to zrobić korzystając z twierdzenia sinusów w trójkącie ABC , ale można też zrobić to prościej – wystarczy zauważyć, że średnicą okręgu opisanego na trójkącie prostokątnym ABC jest przeciwprostokątna AB (nie będzie to nam potrzebne, ale to oznacza, że punkt E jest tak naprawdę środkiem krawędzi AB ). Mamy zatem

 √ -- √ -- AC-- ∘ ---3 4√-6- √ -- AB = cos 30 = 2 ⇒ AB = -3- = 8 2 2 1- √ -- R = 2AB = 4 2.

Patrzymy teraz na trójkąt prostokątny SED . Obliczamy najpierw długość jego przyprostokątnej ES .

 ∘ ---------- √ -------- √ --- ES = SD 2 − R2 = 81− 32 = 49 = 7.

Teraz obliczamy wysokość h tego trójkąta opuszczoną na przeciwprostokątną – porównujemy dwa wzory na pole trójkąta SED .

 1 1 -SD ⋅h = --ED ⋅ES 2 2 √ -- √ -- ED--⋅ES- 4--2⋅7-- 28---2 h = SD = 9 = 9 .

 
Odpowiedź:  √ - 28--2 9

Wersja PDF
spinner