Чтобы найти объем правильной четырехугольной пирамиды, нам сначала нужно определить высоту пирамиды.
Для этого воспользуемся данными задачи:
- Длина стороны основания (a = 8) см.
- Боковое ребро наклонено к плоскости основания под углом 45 градусов.
Поскольку основание пирамиды – правильный четырехугольник (квадрат), центр этого квадрата является точкой, равноудаленной от всех вершин. Пусть (O) – центр квадрата, тогда длина отрезка от центра к любой вершине (радиус описанной окружности) равна половине диагонали квадрата. Диагональ (d) квадрата со стороной (a) равна (d = a\sqrt{2}). Таким образом, радиус описанной окружности (R = \frac{d}{2} = \frac{a\sqrt{2}}{2} = \frac{8\sqrt{2}}{2} = 4\sqrt{2}) см.
Теперь рассмотрим треугольник, образованный одним из боковых ребер, высотой пирамиды (пусть это будет (h)) и радиусом описанной окружности основания, который является гипотенузой в этом треугольнике, так как угол наклона бокового ребра к плоскости основания составляет 45 градусов.
Из тригонометрических соотношений в треугольнике:
[ \sin 45^\circ = \frac{h}{L} ]
где (L) – длина бокового ребра, (L = R = 4\sqrt{2}) см.
(\sin 45^\circ = \frac{\sqrt{2}}{2}), тогда:
[ \frac{\sqrt{2}}{2} = \frac{h}{4\sqrt{2}} ]
[ h = 4 ]
Зная высоту пирамиды и площадь основания, мы можем найти объем пирамиды по формуле:
[ V = \frac{1}{3} S{осн} h ]
где (S{осн}) – площадь основания. Поскольку основание – квадрат со стороной 8 см:
[ S_{осн} = 8 \times 8 = 64 \, \text{см}^2 ]
[ V = \frac{1}{3} \times 64 \times 4 = \frac{256}{3} \approx 85.33 \, \text{см}^3 ]
Таким образом, объем данной пирамиды составляет примерно 85.33 кубических сантиметра.