Відеоурок 2: Завдання на піраміду. Об'єм піраміди

Відеоурок 3: Завдання на піраміду. Правильна піраміда

Лекція: Піраміда, її основа, бічні ребра, висота, бічна поверхня; трикутна піраміда; правильна піраміда

Піраміда, її властивості

Піраміда- це об'ємне тіло, яке має в основі багатокутник, а всі її грані складаються з трикутників.

Окремим випадком піраміди є конус, в основі якого лежить коло.

Розглянемо основні елементи піраміди:

Апофема– це відрізок, який з'єднує вершину піраміди із серединою нижнього ребра бічної грані. Інакше кажучи, це висота грані піраміди.

На малюнку можна побачити трикутники ADS, ABS, BCS, CDS. Якщо уважно подивитися на назви, можна побачити, що кожен трикутник має у своїй назві одну загальну літеру – S. Тобто це означає, що всі бічні грані (трикутники) сходяться на одній точці, яка називається вершиною піраміди.

Відрізок ОS, який з'єднує вершину з точкою перетину діагоналей основи (у разі трикутників – у точці перетину висот), називається заввишки піраміди.

Діагональним перетином називають площину, яка проходить через вершину піраміди, а також одну з діагоналей основи.

Так як бічна поверхня піраміди складається з трикутників, то для знаходження загальної площібічній поверхні необхідно знайти площі кожної грані та скласти їх. Кількість і форма граней залежить від форми та розмірів сторін багатокутника, що лежить в основі.

Єдина площина у піраміді, якій не належить її вершина, називається основоюпіраміди.

На малюнку ми бачимо, що в основі лежить паралелограм, проте може бути будь-який довільний багатокутник.

Властивості:

Розглянемо перший випадок піраміди, у якому вона має ребра однакової довжини:

Навколо основи такої піраміди можна описати коло. Якщо спроектувати вершину такої піраміди, то її проекція буде в центрі кола.
Кути при основі піраміди у кожної грані однакові.
При цьому достатньою умовою до того, що навколо основи піраміди можна описати коло, а так само вважати, що всі ребра різної довжини, можна вважати однакові кути між основою та кожним рубом граней.

Якщо Вам трапилася піраміда, у якої кути між бічними гранями та основою рівні, то справедливі такі властивості:

Ви зможете описати коло навколо основи піраміди, вершина якої проектується точно в центр.
Якщо провести у кожній бічній грані висоти до основи, вони будуть рівної довжини.
Щоб знайти площу бічної поверхні такої піраміди, достатньо знайти периметр основи та помножити його на половину довжини висоти.
S бп = 0,5P oc H.
Види піраміди.
Залежно від того, який багатокутник лежить в основі піраміди, вони можуть бути трикутними, чотирикутними та ін. Якщо в основі піраміди лежить правильний багатокутник (с рівними сторонами), то така піраміда буде називатися правильною.

Правильна трикутна піраміда

Цей відеоурок допоможе користувачам отримати уявлення про тему Піраміда. Правильна піраміда. У цьому занятті ми познайомимося з поняттям піраміди, дамо їй визначення. Розглянемо, що таке правильна піраміда і які властивості вона має. Потім доведемо теорему про бічній поверхні правильної піраміди.

У цьому занятті ми познайомимося з поняттям піраміди, дамо їй визначення.

Розглянемо багатокутник А 1 А 2...А n, який лежить у площині α, та точку P, яка не лежить у площині (рис. 1). З'єднаємо точку Pз вершинами А 1, А 2, А 3, … А n. Отримаємо nтрикутників: А 1 А 2 Р, А 2 А 3 Рі так далі.

Визначення. Багатогранник РА 1 А 2 …А n, складений з n-кутника А 1 А 2...А nі nтрикутників РА 1 А 2, РА 2 А 3 …РА n А n-1 , називається n-вугільною пірамідою. Мал. 1.

Мал. 1

Розглянемо чотирикутну піраміду PABCD(Рис. 2).

Р- Вершина піраміди.

ABCD- основа піраміди.

РА- Бокове ребро.

АВ- ребро основи.

З точки Ропустимо перпендикуляр РНна площину основи АВСD. Проведений перпендикуляр є висотою піраміди.

Мал. 2

Повна поверхня піраміди складається з поверхні бічної, тобто площі всіх бічних граней, і площі основи:

S повн = S бік + S осн

Піраміда називається правильною, якщо:

її основа - правильний багатокутник;
відрізок, що з'єднує вершину піраміди з центром основи є її висотою.

Пояснення на прикладі правильної чотирикутної піраміди

Розглянемо правильну чотирикутну піраміду PABCD(Рис. 3).

Р- Вершина піраміди. Заснування піраміди АВСD- правильний чотирикутник, тобто квадрат. Крапка Про, точка перетину діагоналей є центром квадрата. Значить, РВ- Це висота піраміди.

Мал. 3

Пояснення: у правильному n-кутник центр вписаного і центр описаного кола збігається. Цей центр називається центром багатокутника. Іноді кажуть, що вершина проектується до центру.

Висота бічної грані правильної піраміди, проведена з її вершини, називається апофемоюі позначається h а.

1. всі бічні ребра правильної піраміди рівні;

2. бічні грані є рівними рівнобедреними трикутниками.

Доказ цих властивостей наведемо з прикладу правильної чотирикутної піраміди.

Дано: РАВСD- правильна чотирикутна піраміда,

АВСD- Квадрат,

РВ- Висота піраміди.

Довести:

1. РА = РВ = РС = РD

2.∆АВР = ∆ВCР =∆СDР =∆DAP Див. 4.

Мал. 4

Доведення.

РВ- Висота піраміди. Тобто, пряма РВперпендикулярна площині АВС, А значить, і прямим АТ, ВО, СОі DО, що лежить у ньому. Отже, трикутники РОА, РІВ, РІС, РОD- Прямокутні.

Розглянемо квадрат АВСD. З властивостей квадрата випливає, що АТ = ВО = СО = ДО.

Тоді у прямокутних трикутників РОА, РІВ, РІС, РОDкатет РВ- загальний та катети АТ, ВО, СОі DОрівні, отже, ці трикутники рівні за двома катетами. З рівності трикутників випливає рівність відрізків, РА = РВ = РС = РD.Пункт 1 доведено.

Відрізки АВі НДрівні, оскільки є сторонами одного квадрата, РА = РВ = РС. Отже, трикутники АВРі ВCР -рівнобедрені та рівні по трьох сторонах.

Аналогічно отримуємо, що трикутники АВР, ВCР, СDР, DAPрівнобедрені та рівні, що й потрібно було довести у пункті 2.

Площа бічної поверхні правильної піраміди дорівнює половині добутку периметра основи на апофему:

Для підтвердження виберемо правильну трикутну піраміду.

Дано: РАВС- правильна трикутна піраміда.

АВ = ВС = АС.

РВ- Висота.

Довести: . Див. Рис. 5.

Мал. 5

Доведення.

РАВС- правильна трикутна піраміда. Тобто АВ= АС = ВС. Нехай Про- центр трикутника АВСтоді РВ- Це висота піраміди. В основі піраміди лежить рівносторонній трикутник АВС. Зауважимо, що .

Трикутники РАВ, РВС, РСА- рівні рівнобедрені трикутники(За якістю). У трикутної пірамідитри бічні грані: РАВ, РВС, РСА. Значить площа бічної поверхні піраміди дорівнює:

S бік = 3S РАВ

Теорему доведено.

Радіус кола, вписаного в основу правильної чотирикутної піраміди, дорівнює 3 м, висота піраміди дорівнює 4 м. Знайдіть площу бічної поверхні піраміди.

Дано: правильна чотирикутна піраміда АВСD,

АВСD- Квадрат,

r= 3 м,

РВ- Висота піраміди,

РВ= 4 м-коду.

Знайти: S бік. Див. Рис. 6.

Мал. 6

Рішення.

По доведеній теоремі, .

Знайдемо спочатку бік основи АВ. Нам відомо, що радіус кола, вписаного в основу правильної чотирикутної піраміди, дорівнює 3 м.

Тоді м.

Знайдемо периметр квадрата АВСDзі стороною 6 м:

Розглянемо трикутник BCD. Нехай М- середина сторони DC. Так як Про- середина BD, то (М).

Трикутник DPC- рівнобедрений. М- середина DC. Тобто, РМ- медіана, а значить, і висота у трикутнику DPC. Тоді РМ- Апофема піраміди.

РВ- Висота піраміди. Тоді, пряма РВперпендикулярна площині АВС, а значить, і прямий ОМ, що лежить у ньому. Знайдемо апофему РМз прямокутного трикутника РОМ.

Тепер можемо знайти бічну поверхню піраміди:

Відповідь: 60 м 2 .

Радіус кола, описаного біля основи правильної трикутної піраміди, дорівнює м. Площа бічної поверхні дорівнює 18 м 2 . Знайдіть довжину апофеми.

Дано: АВСP- правильна трикутна піраміди,

АВ = ВС = СА,

R= м,

S бік = 18 м 2 .

Знайти: . Див. Рис. 7.

Мал. 7

Рішення.

У правильному трикутнику АВСдано радіус описаного кола. Знайдемо бік АВцього трикутника за допомогою теореми синусів.

Знаючи бік правильного трикутника(М), знайдемо його периметр.

По теоремі про площу бічної поверхні правильної піраміди , де h а- Апофема піраміди. Тоді:

Відповідь: 4 м.

Отже, ми розглянули, що таке піраміда, що таке правильна піраміда, довели теорему про бічну поверхню правильної піраміди. На наступному уроці ми познайомимося з усіченою пірамідою.

Список літератури

Геометрія. 10-11 клас: підручник для учнів загальноосвітніх установ(базовий та профільний рівні) / І. М. Смирнова, В. А. Смирнов. - 5-те вид., Випр. та дод. – К.: Мнемозіна, 2008. – 288 с.: іл.
Геометрія. 10-11 клас: Підручник для загальноосвітніх навчальних закладів/ Шаригін І. Ф. – М.: Дрофа, 1999. – 208 с.: іл.
Геометрія. 10 клас: Підручник для загальноосвітніх закладів з поглибленим та профільним вивченням математики /Е. В. Потоскуєв, Л. І. Звалич. - 6-те вид., стереотип. – М.: Дрофа, 008. – 233 с.: іл.

Інтернет портал «Яклас» ()
Інтернет портал «Фестиваль педагогічних ідей"Перше вересня" ()
Інтернет портал «Slideshare.net» ()

Домашнє завдання

Чи може правильний багатокутник бути основою неправильної піраміди?
Доведіть, що ребра правильної піраміди, що не перетинаються, перпендикулярні.
Знайдіть величину двогранного кута при стороні основи правильної чотирикутної піраміди, якщо апофема піраміди дорівнює стороні її основи.
РАВС- правильна трикутна піраміда. Побудуйте лінійний кут двогранного кута на основі піраміди.

Продовжуємо розглядати завдання, що входять до ЄДІ з математики. Ми вже досліджували завдання, де в умові дано і потрібно визначити відстань між двома даними точками або кут.

Піраміда - це багатогранник, основа якого є багатокутником, інші грані - трикутники, причому вони мають загальну вершину.
Правильна піраміда - це піраміда, в основі якої лежить правильний багатокутник, а його вершина проектується в центр основи.

Правильна чотирикутна піраміда — знову є квадрат.Вершина піраміди проектується в точку перетину діагоналей основи (квадрату).

ML - апофема
∠MLO - двогранний кут при основі піраміди
∠MCO - кут між бічним ребром і площиною основи піраміди

У цій статті ми з вами розглянемо завдання на вирішення правильної піраміди. Потрібно знайти якийсь елемент, площу бічної поверхні, об'єм, висоту. Зрозуміло, необхідно знати теорему Піфагора, формулу площі бічної поверхні піраміди, формулу знаходження обсягу піраміди.

у статті « » представлені формули, які необхідні для вирішення задач зі стереометрії. Отже, завдання:

SABCDкрапка O- центр основи,Sвершина, SO = 51, AC= 136. Знайдіть бічне реброSC.

У даному випадкув основі лежить квадрат. Це означає, що діагоналі AC і BD рівні, вони перетинаються і точкою перетину діляться навпіл. Зазначимо, що у правильній піраміді висота опущена з її вершини проходить через центр основи піраміди. Таким чином, SO є висотою, а трикутникSOCпрямокутний. Тоді за теоремою Піфагора:

Як видобувати корінь з великої кількості.

Відповідь: 85

Вирішіть самостійно:

У правильній чотирикутній піраміді SABCDкрапка O- центр основи, Sвершина, SO = 4, AC= 6. Знайдіть бічне ребро SC.

У правильній чотирикутній піраміді SABCDкрапка O- центр основи, Sвершина, SC = 5, AC= 6. Знайдіть довжину відрізка SO.

У правильній чотирикутній піраміді SABCDкрапка O- центр основи, Sвершина, SO = 4, SC= 5. Знайдіть довжину відрізка AC.

SABC R- середина ребра BC, S- Вершина. Відомо що AB= 7, а SR= 16. Знайдіть площу бічної поверхні.

Площа бічної поверхні правильної трикутної піраміди дорівнює половині добутку периметра основи апофему (апофема це висота бічної грані правильної піраміди, проведена з її вершини):

Або можна сказати так: площа бічної поверхні піраміди дорівнює сумі площ трьохбічних граней. Боковими гранями у правильній трикутній піраміді є рівні за площею трикутники. В даному випадку:

Відповідь: 168

Вирішіть самостійно:

У правильній трикутній піраміді SABC R- середина ребра BC, S- Вершина. Відомо що AB= 1, а SR= 2. Знайдіть площу бічної поверхні.

У правильній трикутній піраміді SABC R- середина ребра BC, S- Вершина. Відомо що AB= 1, а площа бічної поверхні дорівнює 3. Знайдіть довжину відрізка SR.

У правильній трикутній піраміді SABC L- середина ребра BC, S- Вершина. Відомо що SL= 2, а площа бічної поверхні дорівнює 3. Знайдіть довжину відрізка AB.

У правильній трикутній піраміді SABC M. Площа трикутника ABCдорівнює 25, об'єм піраміди дорівнює 100. Знайдіть довжину відрізка MS.

Основа піраміди – рівносторонній трикутник. Тому Mє центром основи, аMS- Висотою правильної пірамідиSABC. Об'єм піраміди SABCдорівнює: оглянути рішення

У правильній трикутній піраміді SABCмедіани основи перетинаються у точці M. Площа трикутника ABCдорівнює 3, MS= 1. Знайдіть обсяг піраміди.

У правильній трикутній піраміді SABCмедіани основи перетинаються у точці M. Об'єм піраміди дорівнює 1, MS= 1. Знайдіть площу трикутника ABC.

На цьому закінчимо. Як бачите, завдання вирішуються в одну-дві дії. У майбутньому розглянемо з вами інші завдання з цієї частини, де дано тіла обертання, не пропустіть!

Успіхів вам!

З повагою Олександр Крутицьких.

PS: Буду вдячний Вам, якщо розповісте про сайт у соціальних мережах.

Початковий рівень

піраміда. Візуальний гід (2019)

Що таке піраміда?

Як вона виглядає?

Бачиш: у піраміди внизу. в основі») якийсь багатокутник, і всі вершини цього багатокутника з'єднані з деякою точкою в просторі (ця точка називається « вершина»).

У всій цій конструкції ще є бічні грані, бічні ребраі ребра основи. Ще раз намалюємо піраміду разом із усіма цими назвами:

Деякі піраміди можуть виглядати дуже дивно, але все одно це – піраміди.

Ось, наприклад, зовсім «коса» піраміда.

І ще трохи про назви: якщо в основі піраміди лежить трикутник, то піраміда називається трикутною, якщо чотирикутник, то чотирикутною, а якщо стокутник, то... здогадайся сам.

При цьому крапка, куди опустилася висота, називається основою висоти. Зверніть увагу, що в «кривих» пірамідах висотаможе взагалі опинитися поза пірамідою. Ось так:

І нічого в цьому страшного нема. Схоже на тупокутний трикутник.

Правильна піраміда.

Багато складний слів? Давай розшифруємо: «У підставі – правильний» – це зрозуміло. А тепер пригадаємо, що у правильного багатокутника є центр - точка, що є центром і , і .

Ну ось, а слова «вершина проектується в центр основи» означають, що основа висоти потрапляє саме в центр основи. Дивись, як рівненько і симпатично виглядає правильна піраміда.

ШестикутнаОсі: в основі - правильний шестикутник, вершина проектується в центр основи.

Чотирикутна: в основі - квадрат, вершина проектується в точку перетину діагоналей цього квадрата.

Трикутна: в основі - правильний трикутник, вершина проектується в точку перетину висот (вони ж і медіани, і бісектриси) цього трикутника.

Дуже важливі властивості правильної піраміди:

У правильній піраміді

всі бічні ребра рівні.
всі бічні грані – рівнобедрені трикутники і всі ці трикутники рівні.

Об'єм піраміди

Головна формула обсягу піраміди:

Звідки взялася саме? Це не так просто, і спочатку потрібно просто запам'ятати, що у піраміди і конуса у формулі об'єму є, а у циліндра - ні.

Тепер давай порахуємо обсяг найпопулярніших пірамід.

Нехай сторона основи дорівнює, а бічне ребро рівне. Потрібно знайти в.

Це площа правильного трикутника.

Згадаймо, як шукати цю площу. Використовуємо формулу площі:

У нас "" - це, а "" - це теж, а.

Тепер знайдемо.

За теоремою Піфагора для

Чому ж одно? Це радіус описаного кола в, тому що пірамідаправильнаі, отже, – центр.

Так як - точка перетину та медіан теж.

(теорема Піфагора для)

Підставимо у формулу для.

І підставимо все у формулу обсягу:

Увага:якщо в тебе правильний тетраедр (тобто), то формула виходить такою:

Нехай сторона основи дорівнює, а бічне ребро рівне.

Тут і шукати не треба; адже в основі - квадрат, і тому.

Знайдемо. За теоремою Піфагора для

Чи відомо нам? Ну майже. Дивись:

(Це ми побачили, розглянувши).

Підставляємо у формулу для:

А тепер і підставляємо у формулу обсягу.

Нехай сторона основи дорівнює, а бічне ребро.

Як знайти? Дивись, шестикутник складається з шести однакових правильних трикутників. Площу правильного трикутника ми вже шукали при підрахунку об'єму правильної трикутної піраміди, тут використовуємо знайдену формулу.

Тепер знайдемо (це).

За теоремою Піфагора для

Але чому ж одно? Це просто, тому що (і всі інші теж) правильний.

Підставляємо:

\displaystyle V=\frac(\sqrt(3))(2)((a)^(2))\sqrt(((b)^(2))-((a)^(2)))

ПІРАМІДА. КОРОТКО ПРО ГОЛОВНЕ

Піраміда - це багатогранник, який складається з будь-якого плоского багатокутника (), точки, що не лежить у площині основи (вершина піраміди) і всіх відрізків, що з'єднують вершину піраміди з точками основи (бічні ребра).

Перпендикуляр, опущений із вершини піраміди на площину основи.

Правильна піраміда- піраміда, біля якої в основі лежить правильний багатокутник, а вершина піраміди проектується в центр основи.

Властивість правильної піраміди:

У правильній піраміді всі бічні ребра рівні.
Усі бічні грані – рівнобедрені трикутники і всі ці трикутники рівні.