Чтобы найти объем прямоугольного параллелепипеда, нам нужно знать площадь основания и высоту. В данном случае основание параллелепипеда — это квадрат, а высота известна и равна 4 см.
Обозначим сторону квадрата за ( a ). Тогда диагональ основания (квадрата) равна ( a\sqrt{2} ).
Пусть диагональ всего параллелепипеда равна ( d ). Согласно условию, она образует угол 45 градусов с плоскостью основания. Это означает, что проекция диагонали на плоскость основания равна высоте параллелепипеда.
Используя тригонометрию, мы можем записать:
[
\cos 45^\circ = \frac{a\sqrt{2}}{d}
]
и
[
\sin 45^\circ = \frac{4}{d}
]
Поскольку (\cos 45^\circ = \sin 45^\circ = \frac{\sqrt{2}}{2}), у нас есть две равные пропорции:
[
\frac{\sqrt{2}}{2} = \frac{a\sqrt{2}}{d} = \frac{4}{d}
]
Решим первое уравнение:
[
\frac{\sqrt{2}}{2} = \frac{a\sqrt{2}}{d} \quad \Rightarrow \quad d = a
]
Решим второе уравнение:
[
\frac{\sqrt{2}}{2} = \frac{4}{d} \quad \Rightarrow \quad d = 4\sqrt{2}
]
Следовательно, ( a = 4 ). Теперь мы можем найти объем параллелепипеда:
[
V = a^2 \times h = 4^2 \times 4 = 16 \times 4 = 64 \, \text{см}^3
]
Таким образом, объем прямоугольного параллелепипеда равен 64 см³.