Для решения задачи найдем высоту правильной треугольной пирамиды, зная длину её бокового ребра и сторону основания.
- Определение высоты треугольника в основании:
Основание пирамиды — правильный треугольник со стороной ( a = 6 ). Высота такого треугольника делит его пополам, образуя два прямоугольных треугольника с катетами ( 3 ) (половина стороны основания) и высотой, которую мы обозначим как ( h_{осн} ).
Высота правильного треугольника ( h{осн} ) находится по формуле:
[ h{осн} = \sqrt{a^2 - \left(\frac{a}{2}\right)^2} = \sqrt{6^2 - 3^2} = \sqrt{36 - 9} = \sqrt{27} = 3\sqrt{3} ]
Определение центра основания:
Центр правильного треугольника (и центр окружности, вписанной в треугольник) находится на высоте, делящей треугольник на три равные части. Расстояние от вершины треугольника до этого центра составляет две трети высоты треугольника:
[ d = \frac{2}{3} h_{осн} = \frac{2}{3} \cdot 3\sqrt{3} = 2\sqrt{3} ]
Определение высоты пирамиды:
Теперь рассмотрим сечение пирамиды, проходящее через её вершину и центр основания. В этом сечении образуется равнобедренный треугольник, в котором:
- Основание равно ( 6 ).
- Боковые стороны равны ( 4 ) (боковое ребро пирамиды).
Высота пирамиды ( H ) опускается из вершины пирамиды на центр основания. В этом сечении высота делит основание на два отрезка по ( 3 ) (половина стороны основания). Теперь у нас есть прямоугольный треугольник с гипотенузой ( 4 ) и одним катетом ( 2\sqrt{3} ). Найдем второй катет, который и будет высотой пирамиды ( H ).
Используем теорему Пифагора:
[ 4^2 = H^2 + (2\sqrt{3})^2 ]
[ 16 = H^2 + 4 \cdot 3 ]
[ 16 = H^2 + 12 ]
[ H^2 = 16 - 12 ]
[ H^2 = 4 ]
[ H = \sqrt{4} ]
[ H = 2 ]
Таким образом, высота правильной треугольной пирамиды равна ( 2 ).