Для нахождения площади полной поверхности прямой призмы, основание которой является равнобедренной трапецией, необходимо выполнить несколько шагов:
- Найти высоту трапеции.
- Найти площадь основания трапеции.
- Найти площадь боковых граней.
- Сложить площади всех граней для нахождения полной поверхности призмы.
Шаг 1: Высота трапеции
Пусть высота трапеции равна ( h ). Рассмотрим равнобедренную трапецию, где основания ( a ) и ( b ) равны 20 и 12 соответственно, а боковые стороны ( c ) равны 5.
Сначала найдем разность между основаниями и разделим её пополам:
[ \frac{a - b}{2} = \frac{20 - 12}{2} = 4 ]
Таким образом, трапеция разбивается на два прямоугольных треугольника с катетами ( 4 ) и ( h ) и гипотенузой ( c ):
[ c = 5 ]
Используем теорему Пифагора для нахождения высоты ( h ):
[ h = \sqrt{c^2 - \left(\frac{a - b}{2}\right)^2} = \sqrt{5^2 - 4^2} = \sqrt{25 - 16} = \sqrt{9} = 3 ]
Шаг 2: Площадь основания трапеции
Площадь трапеции вычисляется по формуле:
[ S{\text{осн}} = \frac{1}{2} (a + b) h ]
Подставим значения:
[ S{\text{осн}} = \frac{1}{2} (20 + 12) \cdot 3 = \frac{1}{2} \cdot 32 \cdot 3 = 48 ]
Шаг 3: Площадь боковых граней
Призма имеет 4 боковые грани, которые представляют собой прямоугольники, у которых одно из измерений равно боковому ребру призмы, а другое - стороне трапеции. Боковое ребро призмы равно 3.
Суммарная площадь боковых граней:
Площадь двух прямоугольников с размерами ( 20 \times 3 ):
[ 2 \cdot (20 \cdot 3) = 2 \cdot 60 = 120 ]
Площадь двух прямоугольников с размерами ( 12 \times 3 ):
[ 2 \cdot (12 \cdot 3) = 2 \cdot 36 = 72 ]
Площадь двух прямоугольников с размерами ( 5 \times 3 ):
[ 2 \cdot (5 \cdot 3) = 2 \cdot 15 = 30 ]
Суммарная площадь боковых граней:
[ 120 + 72 + 30 = 222 ]
Шаг 4: Полная площадь поверхности призмы
Полная площадь поверхности призмы равна сумме площадей двух оснований и боковых граней:
[ S{\text{полн}} = 2 \cdot S{\text{осн}} + S_{\text{бок}} ]
Подставим найденные значения:
[ S_{\text{полн}} = 2 \cdot 48 + 222 = 96 + 222 = 318 ]
Итак, площадь полной поверхности призмы составляет ( 318 ) квадратных единиц.