Задача. 
 
 В основании пирамиды лежит равнобедренный треугольник с боковой стороной b и углом при основании β. все боковые грани образуют с основанием угол φ. 
 
 
Решение. 
   
 Поскольку в основании пирамиды лежит равнобедренный треугольник, то для нахождения площади равнобедренного треугольника, воспользуемся приведенными в соответствующем уроке формулами. 
   
  
 
  
 
При желании можно разбить треугольник ABC на два прямоугольных треугольника AKB и AKC. Но в результате формулы будут все равно тождественны. Действительно, 
 
AK = AB sin ß = b sin β 
   
 BK = AB cos β = b cos β 
   
 SABK = AK * BK / 2 = b2sin β cos β / 2 
   
  
 
откуда 
   
 SABС =   2SABK =   b2sin β cos β  
   
 (примем за искомую площадь основания, далее справочно приведем к той же формуле, которая указана по ссылке выше) 
   
  
 
Если воспользоваться основными тригонометрическими тождествами, то 
   
 b2sin β cos β = 1/2 b2sin 2β = 1/2 b2sin 2β   
   
 или как по основной формуле (площади равнобедренного треугольника) 
   
 1/2 b2sin 2β = 1/2 b2sin (180 - α)  =  1/2 b2sin α 
   
  
 
Теперь найдем площадь боковой поверхности пирамиды. 
   
 Сначала найдем высоту боковых граней, прилежащих к равным сторонам равнобедренного треугольника, лежащего в основании пирамиды. При этом учтем, что высота пирамиды проецируется в точку О основания, которая одновременно является центром вписанной окружности. Вместе с радиусом вписанной окружности, высота боковой грани образует прямоугольный треугольник. Откуда высота боковой грани пирамиды равна: 
   
 h = r / sin φ 
   
  
 
Длину радиуса вписанной окружности найдем как 
   
 r = S/p 
 
Учитывая, что BC = 2BK, то BC = 2b cos β 
   
 откуда 
   
 p = ( b + b + 2b cos β ) / 2 
   
 p = ( 2b + 2b cos β ) / 2 
   
 p = 2b ( 1 + cos β ) / 2 
   
 p = b ( 1 + cos β ) 
 
Таким образом, радиус вписанной окружности в основание пирамиды будет равен 
   
 r = S / p 
   
 r = b2sin β cos β / b ( 1 + cos β ) = b sin β cos β / ( 1 + cos β ) 
 
Теперь определим высоту боковых граней пирамиды. Зная, что 
   
 l / r = cos φ, то 
   
 l = r cos φ 
 
Тогда площадь грани пирамиды, прилегающей к равным сторонам основания (а в основании пирамиды у нас лежит равнобедренный треугольник) будет равна: 
   
 S1 = lb / 2 
   
 S1 = r cos φ * b / 2 
   
 S1 = b sin β cos β / ( 1 + cos β ) cos φ * b / 2 
   
 S1 = b2 sin β cos β / ( 1 + cos β ) cos φ / 2 
   
 S1 = b2 sin β cos β  cos φ / ( 2 ( 1 + cos β ) ) 
 
Площадь боковой грани, прилегающей к основанию, равна: 
   
 S2 = BC * l / 2 
   
 S2 = 2b cos β *  r cos φ / 2 
   
 S2 = b cos β * r cos φ 
   
 S2 = b cos β * b sin β cos β / ( 1 + cos β ) * cos φ 
   
 S2 = b2 cos2 β sin β cos φ / ( 1 + cos β ) 
   
  
 
Площадь боковой поверхности пирамиды равна: 
   
 Sбок = 2S1 + S2 
   
 Sбок = 2 * b2 sin β cos β / ( 2 ( 1 + cos β ) cos φ ) + b2 cos2 β sin β cos φ / ( 1 + cos β ) 
   
 Sбок = b2 sin β cos β cos φ / ( 1 + cos β ) + b2 cos2 β sin β cos φ / ( 1 + cos β ) 
   
 Sбок = ( b2 sin β cos β cos φ + b2 cos2 β sin β cos φ ) / ( 1 + cos β ) 
   
 Sбок = b2 sin β cos β cos φ ( 1  + cos β ) / ( 1 + cos β ) 
   
 Sбок = b2 sin β cos β cos φ 
 
Откуда площадь полной поверхности пирамиды с равнобедренным треугольником в основании составит: 
   
 S = Sбок + Sосн
   
S = b2 sin β cos β cos φ + b2 cos2 β sin β cos φ / ( 1 + cos β )  
 
				
					
			
  
		
		
					 Пирамида с прямоугольным треугольником в основании |
		
		Описание курса
					|  Правильная треугольная пирамида (правильная пирамида с треугольником в основании)     
		
		
		 |