Для начала, давайте разберёмся с понятиями и данными, которые у нас есть.
Апофема пирамиды — это высота боковой грани, проведённая из вершины пирамиды на середину стороны основания. В данном случае апофема равна 6 см.
Радиус окружности, вписанной в основание — это расстояние от центра треугольника до середины его стороны. В данном случае этот радиус равен (\sqrt{3}) см.
Основание пирамиды — это правильный треугольник, у которого все стороны равны. Радиус окружности, вписанной в правильный треугольник, определяется формулой:
[ r = \frac{s \cdot \sqrt{3}}{6} ]
где ( s ) — сторона правильного треугольника.
Подставим наш радиус (\sqrt{3}):
[ \sqrt{3} = \frac{s \cdot \sqrt{3}}{6} ]
Умножим обе части на 6:
[ 6\sqrt{3} = s\sqrt{3} ]
Разделим обе части на (\sqrt{3}):
[ s = 6 ]
Теперь мы знаем, что сторона основания ( s ) равна 6 см.
Следующий шаг — найти высоту боковой грани, то есть апофему пирамиды. В правильной треугольной пирамиде апофема делит боковую грань на два прямоугольных треугольника. В одном из этих треугольников гипотенуза — это боковая грань пирамиды, один катет — апофема, а другой катет — половина стороны основания.
Катет, равный половине стороны основания:
[ \frac{s}{2} = \frac{6}{2} = 3 \text{ см} ]
Используем теорему Пифагора для нахождения боковой грани (гипотенузы):
[ l = \sqrt{(апофема)^2 + (\frac{s}{2})^2} ]
[ l = \sqrt{6^2 + 3^2} ]
[ l = \sqrt{36 + 9} ]
[ l = \sqrt{45} ]
[ l = 3\sqrt{5} \text{ см} ]
Теперь мы знаем длину боковой грани ( l = 3\sqrt{5} \text{ см} ).
Боковая поверхность правильной треугольной пирамиды состоит из трёх равнобедренных треугольников. Площадь одного из этих треугольников можно найти, используя формулу площади треугольника:
[ \text{Площадь} = \frac{1}{2} \times основание \times высота ]
Основание боковой грани — это сторона основания пирамиды ( s = 6 \text{ см} ), а высота боковой грани — апофема ( 6 \text{ см} ).
Площадь одного треугольника:
[ \text{Площадь} = \frac{1}{2} \times 6 \times 6 = \frac{1}{2} \times 36 = 18 \text{ см}^2 ]
Так как у нас три таких треугольника, общая боковая поверхность пирамиды будет равна:
[ 3 \times 18 = 54 \text{ см}^2 ]
Таким образом, боковая поверхность правильной треугольной пирамиды составляет ( 54 \text{ см}^2 ).