Для начала разберёмся с основанием призмы, которое является ромбом. Сторона ромба равна 12 см, а один из углов — 60 градусов. Это позволяет нам определить длины диагоналей ромба, так как они могут быть найдены через формулы, используя тригонометрические соотношения в прямоугольных треугольниках, которые образуются при делении ромба диагоналями.
Диагонали ромба делят его на четыре равнобедренных треугольника с углами 30°, 60° и 90°. Если обозначить короткую диагональ за (d_1), а длинную за (d_2), и используя свойства этих треугольников, получаем:
- Короткая диагональ делит угол в 30° и 60°, тогда одна половина короткой диагонали равна (12 \cdot \sin(30°) = 12 \cdot 0.5 = 6) см. Следовательно, (d_1 = 2 \cdot 6 = 12) см.
- Длинная диагональ делит угол в 60° и 30°, тогда одна половина длинной диагонали равна (12 \cdot \sin(60°) = 12 \cdot \sqrt{3}/2 = 6\sqrt{3}) см. Следовательно, (d_2 = 2 \cdot 6\sqrt{3} = 12\sqrt{3}) см.
Далее, из условия задачи известно, что меньшее диагональное сечение призмы является квадратом. Это значит, что высота призмы (обозначим (h)) равна длине короткой диагонали ромба, то есть (h = 12) см.
Теперь можно найти площадь полной поверхности призмы:
- Площадь одной боковой грани (прямоугольника с размерами 12 см и 12 см) равна (12 \cdot 12 = 144) см².
- Так как боковых граней четыре, их общая площадь составит (4 \cdot 144 = 576) см².
- Площадь основания (ромба) можно найти как половину произведения его диагоналей: (\frac{1}{2} \cdot 12 \cdot 12\sqrt{3} = 72\sqrt{3}) см².
- Так как оснований у призмы два, их общая площадь составит (2 \cdot 72\sqrt{3} = 144\sqrt{3}) см².
Приближенно (\sqrt{3} \approx 1.732), отсюда (144\sqrt{3} \approx 144 \cdot 1.732 = 249.408) см².
Итак, полная площадь поверхности призмы составляет (576 + 249.408 \approx 825.408) см².