7 Свойства пирамиды

Свойства пирамиды

Определение: Высотой пирамиды называется перпендикуляр, опущенный из вершины на основание пирамиды.

pic_63

1. Боковые рёбра правильной пирамиды равны, а боковые грани являются равными равнобедренными треугольниками.

pic_64

Доказательство: Рассмотрим правильную пирамиду \(SA_1A_2\ldots A_n\). Пусть \(O\) – проекция вершины \(S\) на основание (то есть \(SO\) – высота), причём \(SO = h\). Так как \(O\) – центр правильного \(n\)-угольника \(A_1A_2\ldots A_n\), то

\[OA_1 = OA_2 = \ldots = OA_n = R,\]

где \(R\) – радиус описанной вокруг многоугольника окружности.
Высота \(SO\) перпендикулярна плоскости основания пирамиды, следовательно, перпендикулярна отрезкам \(OA_1, OA_2, \ldots , OA_n\), т.е. треугольники \(SOA_1, SOA_2, \ldots , SOA_n\) - прямоугольные. Значит, по теореме Пифагора получаем:

\[SA_1 = SA_2 = \ldots = SA_n = \sqrt{R^2 + h^2}.\]

То есть все боковые рёбра равны между собой. Кроме того, так как основанием является правильный многоугольник, то все рёбра основания равны между собой. Следовательно, все боковые грани являются равными равнобедренными треугольниками.

pic_65

Определение: Высота боковой грани правильной пирамиды, проведённая из её вершины, называется апофемой.

2. Площадь боковой поверхности правильной пирамиды равна

\[S_{бок} = pl,\]

где \(p\) – полупериметр основания, \(l\) – апофема.

pic_66

Доказательство: Пусть \(a\) – ребро основания. Площадь боковой грани равна \(\dfrac{al}{2}\). Тогда

\[S_{бок} = \dfrac{al}{2} + \dfrac{al}{2} + \ldots + \dfrac{al}{2} = \dfrac{na}{2}\cdot l = pl.\]

3. Объём пирамиды равен

\[V = \dfrac{1}{3}Sh,\]

где \(S\) – площадь основания, \(h\) – высота пирамиды.

pic_67Frame 4585