Для решения задачи, сначала найдем высоту призмы и длину диагонали ( AC_1 ).
- Длина диагонали ( AC ) параллелограмма:
Поскольку ABCD — параллелограмм, то диагональ ( AC ) можно найти по формуле:
[ AC = \sqrt{AB^2 + AD^2 - 2 \cdot AB \cdot AD \cdot \cos(\angle BAD)} ]
Здесь:
- ( AB = 6 ) см,
- ( AD = 3 ) см,
- ( \cos(\angle BAD) = \cos(120^\circ) = -\frac{1}{2} ) (поскольку ( \angle BAD = 180^\circ - 60^\circ = 120^\circ )).
Подставляем значения:
[ AC = \sqrt{6^2 + 3^2 - 2 \cdot 6 \cdot 3 \cdot (-\frac{1}{2})} ]
[ AC = \sqrt{36 + 9 + 18} ]
[ AC = \sqrt{63} ]
[ AC = 3\sqrt{7} \text{ см} ]
- Длина диагонали ( AC_1 ):
Диагональ ( AC_1 ) проходит через вершины, одну из которых ( A ) находится в основании, а другую — в верхней грани. Длина диагонали ( AC_1 ) можно найти, зная высоту призмы ( h ) и длину диагонали основания ( AC ).
Поскольку диагональ ( AC_1 ) образует с плоскостью основания угол ( 60^\circ ), то можно записать:
[ \cos(60^\circ) = \frac{AC}{AC_1} ]
Подставляем значения:
[ \frac{1}{2} = \frac{3\sqrt{7}}{AC_1} ]
Отсюда:
[ AC_1 = 6\sqrt{7} \text{ см} ]
- Высота призмы ( h ):
Используем теорему Пифагора для треугольника ( ACA_1 ):
[ AC_1^2 = AC^2 + h^2 ]
[ (6\sqrt{7})^2 = (3\sqrt{7})^2 + h^2 ]
[ 252 = 63 + h^2 ]
[ h^2 = 189 ]
[ h = \sqrt{189} = 3\sqrt{21} \text{ см} ]
- Площадь боковой поверхности призмы:
Площадь боковой поверхности прямой призмы равна произведению периметра основания на высоту призмы. Периметр основания параллелограмма ( ABCD ):
[ P = 2(AB + AD) = 2(6 + 3) = 18 \text{ см} ]
Таким образом, площадь боковой поверхности:
[ S{бок} = P \cdot h ]
[ S{бок} = 18 \cdot 3\sqrt{21} ]
[ S_{бок} = 54\sqrt{21} \text{ см}^2 ]
Итак, площадь боковой поверхности призмы составляет ( 54\sqrt{21} \text{ см}^2 ).