Для решения задачи начнём с определения длин сторон треугольника ABC. Известно, что треугольник прямоугольный с углом ( C = 90^\circ ) и углом ( A = 30^\circ ), а сторона ( BC = 10 ). Тогда сторона ( AC ) будет противолежащей углу ( A ), а сторона ( AB ) — прилежащей.
Используя соотношения в прямоугольном треугольнике, получим:
- ( AC = BC \cdot \sin(30^\circ) = 10 \cdot \frac{1}{2} = 5 )
- ( AB = BC \cdot \cos(30^\circ) = 10 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = 5\sqrt{3} )
Теперь нам известны все стороны в основании пирамиды. Перейдем к вычислению площадей боковых граней пирамиды. Так как все боковые ребра наклонены к плоскости основания под одним углом и высота пирамиды равна 5, можно предположить, что вершина пирамиды проецируется в центр описанной окружности основания, то есть в точку пересечения медиан прямоугольного треугольника.
Рассчитаем длину высоты каждой боковой грани (апофему). Поскольку все ребра наклонены к основанию под одинаковым углом, можно использовать теорему Пифагора для нахождения длин апофем треугольников ( DAB ), ( DBC ) и ( DAC ).
Для ( DAB ) и ( DAC ) (так как они симметричны относительно основания):
- Высота проецируется на середину гипотенузы ( AB ), так что расстояние от вершины ( D ) до ( AB ) и ( AC ) — это просто высота пирамиды, равная 5.
Для ( DBC ) (прямоугольный треугольник ( DBC )):
- Аналогично, высота проецируется на середину ( BC ), равно 5.
Теперь найдем площадь каждой грани:
- ( S_{DAB} = \frac{1}{2} \cdot AB \cdot 5 = \frac{1}{2} \cdot 5\sqrt{3} \cdot 5 = \frac{25\sqrt{3}}{2} )
- ( S_{DAC} = \frac{1}{2} \cdot AC \cdot 5 = \frac{1}{2} \cdot 5 \cdot 5 = \frac{25}{2} )
- ( S_{DBC} = \frac{1}{2} \cdot BC \cdot 5 = \frac{1}{2} \cdot 10 \cdot 5 = 25 )
Суммируем площади боковых граней:
[ S_{бок} = \frac{25\sqrt{3}}{2} + \frac{25}{2} + 25 = \frac{25\sqrt{3} + 25 + 50}{2} = \frac{25(\sqrt{3} + 3)}{2} ]
Это и будет площадь боковой поверхности пирамиды.