Для решения задачи начнем с анализа данных:
- Правильная четырехугольная призма означает, что ее основание - квадрат.
- Боковая поверхность призмы равна 16 дм².
- Диагональ основания призмы равна (4\sqrt{2}) дм.
Поскольку основание призмы - квадрат, то его сторона (a) найдется из условия равенства диагонали (d) квадрата и данного значения диагонали:
[ d = a\sqrt{2} = 4\sqrt{2} ]
[ a = 4 \, \text{дм} ]
Теперь найдем высоту призмы (h). Боковая поверхность призмы складывается из четырех прямоугольников, каждый из которых имеет стороны (a) и (h). Площадь одного такого прямоугольника (S = a \cdot h). Общая площадь боковой поверхности:
[ 4a \cdot h = 16 \, \text{дм}^2 ]
[ 4 \cdot 4 \cdot h = 16 ]
[ 16h = 16 ]
[ h = 1 \, \text{дм} ]
Рассмотрим сечение призмы, проходящее через диагонали двух смежных боковых граней. Это сечение представляет собой равнобедренную трапецию, где более длинное основание — диагональ призмы, а более короткое — диагональ основания.
Диагональ призмы найдем, используя теорему Пифагора для треугольника, образованного диагональю призмы, высотой призмы и диагональю основания:
[ D^2 = h^2 + (4\sqrt{2})^2 ]
[ D^2 = 1^2 + (4\sqrt{2})^2 ]
[ D^2 = 1 + 32 ]
[ D = \sqrt{33} \, \text{дм} ]
Трапеция, образованная диагоналями, имеет высоту, равную высоте призмы (1 дм), и основания (4\sqrt{2}) дм и (\sqrt{33}) дм. Площадь трапеции равна:
[ S = \frac{1}{2} (a + b) h ]
[ S = \frac{1}{2} (4\sqrt{2} + \sqrt{33}) \cdot 1 ]
[ S = \frac{4\sqrt{2} + \sqrt{33}}{2} \, \text{дм}^2 ]
Таким образом, площадь требуемого сечения призмы составляет (\frac{4\sqrt{2} + \sqrt{33}}{2}) дм².