Давайте разберем задачу по шагам.
1. Площадь поверхности тетраэдра
Правильный тетраэдр имеет 4 грани, каждая из которых представляет собой равносторонний треугольник. Площадь одной грани равностороннего треугольника с длиной стороны ( a ) вычисляется по формуле:
[
A = \frac{\sqrt{3}}{4} \cdot a^2
]
Для тетраэдра с ребром 2 см:
[
A = \frac{\sqrt{3}}{4} \cdot 2^2 = \sqrt{3} \text{ см}^2
]
Поскольку у тетраэдра 4 грани, общая площадь поверхности будет:
[
S_{\text{поверхности}} = 4 \cdot \sqrt{3} = 4\sqrt{3} \text{ см}^2
]
2. Площадь одной грани тетраэдра
Как мы уже рассчитали, площадь одной грани тетраэдра:
[
A = \sqrt{3} \text{ см}^2
]
3. Площадь сечения через ребро SC и середину ребра AB
Сечение, проходящее через ребро SC и середину ребра AB, является треугольником. В данном случае этот треугольник будет равнобедренным, с основанием ( SC = 2 ) см и высотой, равной высоте медианы треугольника ( SAB ).
Для нахождения высоты медианы треугольника ( SAB ), воспользуемся формулой высоты медианы в равностороннем треугольнике:
[
h = \frac{\sqrt{3}}{2} \cdot a = \frac{\sqrt{3}}{2} \cdot 2 = \sqrt{3} \text{ см}
]
Площадь треугольника будет:
[
A_{\text{сечения}} = \frac{1}{2} \cdot SC \cdot h = \frac{1}{2} \cdot 2 \cdot \sqrt{3} = \sqrt{3} \text{ см}^2
]
4. Площадь сечения, проходящего через середины сторон SA, SB, SC
Сечение, проходящее через середины ребер SA, SB, и SC, представляет собой равносторонний треугольник, стороны которого равны половине стороны тетраэдра, то есть ( 1 ) см.
Площадь этого треугольника будет:
[
A_{\text{сечения}} = \frac{\sqrt{3}}{4} \cdot 1^2 = \frac{\sqrt{3}}{4} \text{ см}^2
]
Таким образом, мы нашли все требуемые площади для данного правильного тетраэдра.