Чтобы найти полную поверхность прямой призмы, необходимо знать площадь её боковой и двух оснований. Начнем с того, что у нас есть равнобокая трапеция в основании призмы, и дан объем призмы, который равен 200 см³, а также боковое ребро, равное 10 см.
- Найдем площадь основания трапеции.
Объем прямой призмы ( V ) выражается через площадь основания ( S ) и высоту ( h ) (в данном случае высота призмы совпадает с её боковым ребром):
[
V = S \cdot h
]
Где:
- ( V = 200 \, \text{см}^3 )
- ( h = 10 \, \text{см} )
Отсюда находим площадь основания ( S ):
[
S = \frac{V}{h} = \frac{200}{10} = 20 \, \text{см}^2
]
- Вычислим высоту трапеции.
Площадь ( S ) равнобокой трапеции вычисляется по формуле:
[
S = \frac{a + b}{2} \cdot h_{\text{трап}}
]
Где:
- ( a = 2 \, \text{см} ) и ( b = 8 \, \text{см} ) — основания трапеции,
- ( h_{\text{трап}} ) — высота трапеции.
Подставим известные значения и найдем ( h_{\text{трап}} ):
[
20 = \frac{2 + 8}{2} \cdot h{\text{трап}} = 5 \cdot h{\text{трап}}
]
Отсюда:
[
h_{\text{трап}} = \frac{20}{5} = 4 \, \text{см}
]
- Найдем боковые стороны трапеции.
Используем теорему Пифагора для нахождения боковых сторон трапеции. Поскольку трапеция равнобокая, её боковые стороны равны и обозначим их через ( c ).
Для этого рассмотрим прямоугольный треугольник, образованный высотой трапеции и половиной разности оснований:
[
c^2 = \left(\frac{b-a}{2}\right)^2 + h_{\text{трап}}^2
]
[
c^2 = \left(\frac{8-2}{2}\right)^2 + 4^2 = 3^2 + 4^2 = 9 + 16 = 25
]
[
c = \sqrt{25} = 5 \, \text{см}
]
- Найдем площадь боковой поверхности призмы.
Площадь боковой поверхности призмы ( S_{\text{бок}} ) равна произведению периметра основания на высоту призмы:
[
S{\text{бок}} = P{\text{осн}} \cdot h
]
Периметр основания трапеции:
[
P_{\text{осн}} = a + b + 2c = 2 + 8 + 2 \cdot 5 = 20 \, \text{см}
]
Таким образом:
[
S_{\text{бок}} = 20 \cdot 10 = 200 \, \text{см}^2
]
- Найдем полную поверхность призмы.
Полная поверхность призмы ( S_{\text{полн}} ) — это сумма боковой поверхности и удвоенной площади основания:
[
S{\text{полн}} = S{\text{бок}} + 2S = 200 + 2 \cdot 20 = 200 + 40 = 240 \, \text{см}^2
]
Таким образом, полная поверхность призмы равна 240 см².