To'rtburchaklar prizmaning yuzlari. To'g'ri prizmaning lateral sirt maydoni haqidagi teorema

Stereometriya kursi bo'yicha maktab o'quv dasturida uch o'lchamli figuralarni o'rganish odatda oddiy geometrik jism - prizma ko'pburchakdan boshlanadi. Uning asoslari rolini parallel tekisliklarda yotgan 2 ta teng ko'pburchak bajaradi. Maxsus holat - bu muntazam to'rtburchak prizma. Uning asoslari ikkita bir xil muntazam to'rtburchaklar bo'lib, tomonlari perpendikulyar bo'lib, parallelogramm shakliga ega (yoki prizma qiya bo'lmasa, to'rtburchaklar).

Prizma nimaga o'xshaydi?

Muntazam to'rtburchak prizma olti burchakli bo'lib, uning asoslari 2 kvadrat, yon yuzlari to'rtburchaklar bilan ifodalanadi. Ushbu geometrik figuraning yana bir nomi to'g'ri parallelepipeddir.

Quyida to'rtburchak prizma ko'rsatilgan chizma ko'rsatilgan.

Rasmda ham ko'rishingiz mumkin geometrik jismni tashkil etuvchi eng muhim elementlar. Bularga quyidagilar kiradi:

Ba'zan geometriya masalalarida kesim tushunchasiga duch kelishingiz mumkin. Ta'rif shunday bo'ladi: kesma - bu kesuvchi tekislikka tegishli bo'lgan hajmli tananing barcha nuqtalari. Bo'lim perpendikulyar bo'lishi mumkin (rasmning qirralarini 90 graduslik burchak ostida kesib o'tadi). To'g'ri to'rtburchaklar prizma uchun diagonal kesma ham ko'rib chiqiladi (qurilishi mumkin bo'lgan bo'limlarning maksimal soni 2 ta), 2 chetidan va poydevorning diagonallaridan o'tadi.

Agar kesma kesuvchi tekislik na asoslarga, na yon yuzlarga parallel bo'lmagan tarzda chizilgan bo'lsa, natijada kesilgan prizma hosil bo'ladi.

Qisqartirilgan prizmatik elementlarni topish uchun turli munosabatlar va formulalar qo'llaniladi. Ulardan ba'zilari planimetriya kursidan ma'lum (masalan, prizma asosining maydonini topish uchun kvadrat maydoni formulasini eslash kifoya).

Sirt maydoni va hajmi

Prizma hajmini formuladan foydalanib aniqlash uchun siz uning asosining maydoni va balandligini bilishingiz kerak:

V = Sbas h

Muntazam tetraedral prizma asosi tomoni bo'lgan kvadrat bo'lgani uchun a, Siz formulani batafsilroq shaklda yozishingiz mumkin:

V = a²·h

Agar biz kub haqida gapiradigan bo'lsak - uzunligi, kengligi va balandligi teng bo'lgan oddiy prizma, hajm quyidagicha hisoblanadi:

Prizmaning lateral sirt maydonini qanday topishni tushunish uchun uning rivojlanishini tasavvur qilish kerak.

Chizmadan ko'rinib turibdiki, yon sirt 4 ta teng to'rtburchakdan iborat. Uning maydoni poydevor perimetri va rasm balandligining mahsuloti sifatida hisoblanadi:

Sside = Posn h

Kvadratning perimetri teng ekanligini hisobga olgan holda P = 4a, formula quyidagi shaklni oladi:

Yon tomoni = 4a soat

Kub uchun:

Yon tomoni = 4a²

Prizmaning umumiy sirt maydonini hisoblash uchun siz lateral maydonga 2 ta asosiy maydonni qo'shishingiz kerak:

Sfull = Sside + 2Smain

To'rtburchak muntazam prizmaga nisbatan formula quyidagicha ko'rinadi:

Jami = 4a h + 2a²

Kubning sirt maydoni uchun:

Sfull = 6a²

Hajmi yoki sirt maydonini bilib, siz geometrik jismning alohida elementlarini hisoblashingiz mumkin.

Prizma elementlarini topish

Ko'pincha hajm berilgan yoki lateral sirt maydonining qiymati ma'lum bo'lgan muammolar mavjud, bu erda taglikning yon tomonining uzunligini yoki balandligini aniqlash kerak. Bunday hollarda formulalar olinishi mumkin:

• Asosiy tomon uzunligi: a = Sside / 4h = √(V / h);
• balandligi yoki yon qovurg'a uzunligi: h = Sside / 4a = V / a²;
• baza maydoni: Sbas = V / h;
• yon yuz maydoni: Yon gr = Sside / 4.

Diagonal qismning maydoni qancha ekanligini aniqlash uchun diagonalning uzunligini va raqamning balandligini bilishingiz kerak. Kvadrat uchun d = a√2. Shuning uchun:

Sdiag = ah√2

Prizma diagonalini hisoblash uchun quyidagi formuladan foydalaning:

dprize = √(2a² + h²)

Berilgan munosabatlarni qanday qo'llashni tushunish uchun siz bir nechta oddiy vazifalarni mashq qilishingiz va hal qilishingiz mumkin.

Yechimlari bilan muammolarga misollar

Bu erda matematikadan davlat yakuniy imtihonlarida topilgan ba'zi vazifalar.

1-mashq.

Qum odatdagi to'rtburchak prizma shaklidagi qutiga quyiladi. Uning sathining balandligi 10 sm, agar siz uni bir xil shakldagi idishga o'tkazsangiz, lekin ikki barobar uzunroq taglik bilan qum darajasi qanday bo'ladi?

Buni quyidagicha asoslash kerak. Birinchi va ikkinchi idishlardagi qum miqdori o'zgarmadi, ya'ni ulardagi hajmi bir xil. Poydevorning uzunligini quyidagicha belgilashingiz mumkin a. Bunday holda, birinchi quti uchun moddaning hajmi quyidagicha bo'ladi:

V₁ = ha² = 10a²

Ikkinchi quti uchun taglikning uzunligi 2a, lekin qum sathining balandligi noma'lum:

V₂ = h (2a)² = 4ga²

Chunki V₁ = V₂, biz ifodalarni tenglashtirishimiz mumkin:

10a² = 4ga²

Tenglamaning ikkala tomonini a² ga kamaytirgandan so'ng, biz quyidagilarni olamiz:

Natijada, yangi qum darajasi bo'ladi h = 10/4 = 2,5 sm.

Vazifa 2.

ABCDA₁B₁C₁D₁ to'g'ri prizma. Ma'lumki, BD = AB₁ = 6√2. Tananing umumiy sirt maydonini toping.

Qaysi elementlar ma'lum ekanligini tushunishni osonlashtirish uchun siz rasm chizishingiz mumkin.

Biz muntazam prizma haqida gapirayotganimiz sababli, asosda diagonali 6√2 bo'lgan kvadrat bor degan xulosaga kelishimiz mumkin. Yon yuzning diagonali bir xil o'lchamga ega, shuning uchun yon yuz ham poydevorga teng kvadrat shakliga ega. Ma'lum bo'lishicha, barcha uch o'lcham - uzunlik, kenglik va balandlik tengdir. ABCDA₁B₁C₁D₁ kub degan xulosaga kelishimiz mumkin.

Har qanday qirraning uzunligi ma'lum diagonal orqali aniqlanadi:

a = d / √2 = 6√2 / √2 = 6

Umumiy sirt maydoni kub formulasi yordamida topiladi:

Sfull = 6a² = 6 6² = 216

Vazifa 3.

Xona ta'mirlanmoqda. Ma'lumki, uning qavati maydoni 9 m² bo'lgan kvadrat shakliga ega. Xonaning balandligi 2,5 m, agar 1 m² 50 rubl bo'lsa, xonani devor qog'ozi bilan qoplashning eng past narxi qancha?

Zamin va ship kvadratchalar, ya'ni muntazam to'rtburchaklar va uning devorlari gorizontal sirtlarga perpendikulyar bo'lganligi sababli, biz uni muntazam prizma deb xulosa qilishimiz mumkin. Uning lateral yuzasining maydonini aniqlash kerak.

Xonaning uzunligi a = √9 = 3 m.

Hudud devor qog'ozi bilan qoplanadi Yon tomoni = 4 3 2,5 = 30 m².

Bu xona uchun devor qog'ozi eng past narxi bo'ladi 50·30 = 1500 rubl

Shunday qilib, to'rtburchaklar prizma bilan bog'liq masalalarni hal qilish uchun kvadrat va to'rtburchakning maydoni va perimetrini hisoblay olish, shuningdek, hajm va sirt maydonini topish formulalarini bilish kifoya.

Kubning maydonini qanday topish mumkin

Ta'rif 1. Prizmatik sirt
Teorema 1. Prizmatik sirtning parallel kesmalari haqida
Ta'rif 2. Prizmatik sirtning perpendikulyar kesimi
Ta'rif 3. Prizma
Ta'rif 4. Prizma balandligi
Ta'rif 5. To'g'ri prizma
Teorema 2. Prizmaning lateral yuzasi

Parallelepiped:
Ta'rif 6. Parallelepiped
Teorema 3. Parallelepiped diagonallarining kesishishi haqida
Ta'rif 7. To'g'ri parallelepiped
Ta'rif 8. To'rtburchaklar parallelepiped
Ta'rif 9. Parallelepipedning o'lchovlari
Ta'rif 10. Kub
Ta'rif 11. Rombedr
Teorema 4. To'g'ri burchakli parallelepipedning diagonallari haqida
Teorema 5. Prizma hajmi
Teorema 6. To'g'ri prizmaning hajmi
Teorema 7. To'g'ri burchakli parallelepipedning hajmi

Prizma ikki yuzi (asoslari) parallel tekisliklarda yotgan va bu yuzlarda yotmaydigan qirralari bir-biriga parallel boʻlgan koʻpburchakdir.
Asoslardan boshqa yuzlar deyiladi lateral.
Yon yuzalar va tayanchlarning yon tomonlari deyiladi prizma qovurg'alari, qirralarning uchlari deyiladi prizmaning uchlari. Yanal qovurg'alar asoslarga tegishli bo'lmagan qirralar deyiladi. Yanal yuzlarning birlashishi deyiladi prizmaning lateral yuzasi, va barcha yuzlarning birlashishi deyiladi prizmaning to'liq yuzasi. Prizma balandligi ustki asos nuqtasidan pastki asos tekisligiga tushirilgan perpendikulyar yoki bu perpendikulyarning uzunligi deyiladi. To'g'ridan-to'g'ri prizma yon qovurg'alari asoslar tekisliklariga perpendikulyar bo'lgan prizma deyiladi. To'g'ri to'g'ri prizma deb ataladi (3-rasm), uning asosida muntazam ko'pburchak yotadi.

Belgilar:
l - yon qovurg'a;
P - asosiy perimetri;
S o - tayanch maydoni;
H - balandlik;
P^ - perpendikulyar kesma perimetri;
S b - lateral sirt maydoni;
V - hajm;
S p - prizmaning umumiy sirtining maydoni.

Ta'rif 2 . Prizmatik sirtning perpendikulyar kesimi bu sirtning qirralariga perpendikulyar tekislik bilan kesilgan qismidir. Oldingi teoremaga asoslanib, bir xil prizmatik sirtning barcha perpendikulyar kesimlari teng ko'pburchaklar bo'ladi.

Ta'rif 3 . Prizma - bu prizmatik sirt va bir-biriga parallel bo'lgan ikkita tekislik bilan chegaralangan ko'pburchak (lekin prizmatik yuzaning chetlariga parallel emas)
Ushbu oxirgi tekisliklarda yotgan yuzlar deyiladi prizma asoslari; prizmatik sirtga tegishli yuzlar - yon yuzlar; prizmatik yuzaning qirralari - prizmaning yon qovurg'alari. Oldingi teoremaga ko'ra, prizmaning asosi teng ko'pburchaklar. Prizmaning barcha lateral yuzlari - parallelogrammalar; barcha yon qovurg'alar bir-biriga teng.
Ko'rinib turibdiki, agar ABCDE prizmasining asosi va qirralarning biri AA" o'lchami va yo'nalishi berilgan bo'lsa, u holda BB", CC", ... AA chetiga teng va parallel" qirralarini chizish orqali prizma qurish mumkin. .

Ta'rif 4 . Prizma balandligi - bu uning asoslari tekisliklari orasidagi masofa (HH").

Ta'rif 5 . Prizma to'g'ri deb ataladi, agar uning asoslari prizmatik sirtning perpendikulyar kesimlari bo'lsa. Bunday holda, prizmaning balandligi, albatta, uning yon qovurg'a; yon qirralari bo'ladi to'rtburchaklar.
Prizmalarni uning asosi bo'lib xizmat qiladigan ko'pburchak tomonlari soniga teng bo'lgan lateral yuzlar soniga ko'ra tasniflash mumkin. Shunday qilib, prizmalar uchburchak, to'rtburchak, beshburchak va boshqalar bo'lishi mumkin.

Teorema 2 . Prizmaning lateral yuzasining maydoni lateral qirrasi va perpendikulyar kesimning perimetri mahsulotiga teng.
ABCDEA"B"C"D"E" berilgan prizma bo'lsin va uning perpendikulyar kesmasi abcde bo'lsin, shunda ab, bc, .. segmentlari uning lateral qirralariga perpendikulyar bo'lsin. ABA"B" yuzi parallelogramm; uning maydoni AA asosining "ab"ga to'g'ri keladigan balandlikka ko'paytmasiga teng; VSV "S" yuzining maydoni miloddan avvalgi balandlikdagi "VV" asosining mahsulotiga teng va hokazo. Shunday qilib, yon yuza (ya'ni, yon yuzlar maydonlarining yig'indisi) mahsulotga teng. yon chetining, boshqacha qilib aytganda, AA", VV", .. segmentlarining umumiy uzunligi ab+bc+cd+de+ea miqdori uchun.

Ta'rif.

Bu olti burchakli bo'lib, uning asoslari ikkita teng kvadrat va yon yuzlari teng to'rtburchaklardir.

Yon qovurg'a- ikkita qo'shni yon yuzning umumiy tomoni

Prizma balandligi- bu prizma asoslariga perpendikulyar segment

Prizma diagonali- bir yuzga tegishli bo'lmagan asoslarning ikkita uchini bog'lovchi segment

Diagonal tekislik- prizma diagonali va uning lateral qirralari orqali o'tadigan tekislik

Diagonal qism- prizma va diagonal tekislikning kesishish chegaralari. Muntazam to'rtburchak prizmaning diagonal kesmasi to'rtburchakdir

Perpendikulyar kesma (ortogonal kesma)- bu prizma va uning lateral qirralariga perpendikulyar chizilgan tekislikning kesishishi.

Muntazam to'rtburchak prizmaning elementlari

Rasmda ikkita oddiy to'rtburchak prizma ko'rsatilgan, ular tegishli harflar bilan ko'rsatilgan:

• ABCD va A 1 B 1 C 1 D 1 asoslari bir-biriga teng va parallel
• Yon yuzlar AA 1 D 1 D, AA 1 B 1 B, BB 1 C 1 C va CC 1 D 1 D, ularning har biri to'rtburchak
• Lateral sirt - prizmaning barcha lateral yuzlari maydonlarining yig'indisi
• Umumiy sirt - barcha asoslar va yon yuzalar maydonlarining yig'indisi (yon yuza va poydevorlar maydoni yig'indisi)
• Yon qovurg'alar AA 1, BB 1, CC 1 va DD 1.
• Diagonali B 1 D
• Asosiy diagonali BD
• Diagonal kesma BB 1 D 1 D
• Perpendikulyar kesma A 2 B 2 C 2 D 2.

Muntazam to'rtburchak prizmaning xossalari

• Asoslar ikkita teng kvadratdir
• Bazalar bir-biriga parallel
• Yon tomonlari to'rtburchaklardir
• Yon qirralar bir-biriga teng
• Yon yuzlar asoslarga perpendikulyar
• Yanal qovurg'alar bir-biriga parallel va tengdir
• Barcha yon qovurg'alarga perpendikulyar va asoslarga parallel perpendikulyar kesim
• Perpendikulyar kesimning burchaklari - tekis
• Muntazam to'rtburchak prizmaning diagonal kesmasi to'rtburchakdir
• Asoslarga parallel ravishda perpendikulyar (ortogonal kesma).

Muntazam to'rtburchak prizma uchun formulalar

Muammolarni hal qilish bo'yicha ko'rsatmalar

To'g'ri prizma- prizma, uning asosida muntazam ko'pburchak yotqizilgan, yon qirralari esa asos tekisliklariga perpendikulyar. Ya'ni, oddiy to'rtburchak prizma uning tagida joylashgan kvadrat. (yuqoridagi oddiy to'rtburchak prizmaning xususiyatlariga qarang) Eslatma. Bu geometriya masalalari (kesim stereometriya - prizma) bilan darsning bir qismidir. Bu erda hal qilish qiyin bo'lgan muammolar mavjud. Agar siz bu erda bo'lmagan geometriya masalasini hal qilishingiz kerak bo'lsa, bu haqda forumda yozing. Muammolarni yechishda kvadrat ildizni ajratib olish harakatini belgilash uchun belgidan foydalaniladi√ .

Vazifa.

Muntazam prizmaning diagonali asos diagonali va prizma balandligi bilan toʻgʻri burchakli uchburchak hosil qiladi. Shunga ko'ra, Pifagor teoremasiga ko'ra, berilgan muntazam to'rtburchak prizmaning diagonali quyidagilarga teng bo'ladi:
√((12√2) 2 + 14 2 ) = 22 sm

Javob: 22 sm

Vazifa

Yechim.
Muntazam to'rtburchak prizmaning asosi kvadrat bo'lganligi sababli, Pifagor teoremasidan foydalanib, asosning tomonini (a bilan belgilanadi) topamiz:

A 2 + a 2 = 5 2
2a 2 = 25
a = √12,5

Yon yuzning balandligi (h bilan belgilanadi) keyin teng bo'ladi:

H 2 + 12,5 = 4 2
h 2 + 12,5 = 16
h 2 = 3,5
h = √3,5

Umumiy sirt maydoni lateral yuzaning yig'indisiga va taglik maydonining ikki barobariga teng bo'ladi

S = 2a 2 + 4ah
S = 25 + 4√12,5 * √3,5
S = 25 + 4√43,75
S = 25 + 4√(175/4)
S = 25 + 4√(7*25/4)
S = 25 + 10√7 ≈ 51,46 sm 2.

Javob: 25 + 10√7 ≈ 51,46 sm 2.

"A olish" video kursi matematika bo'yicha Yagona davlat imtihonini 60-65 ball bilan muvaffaqiyatli topshirish uchun zarur bo'lgan barcha mavzularni o'z ichiga oladi. Matematika bo'yicha profil yagona davlat imtihonining 1-13-sonli barcha topshiriqlarini to'liq bajaring. Matematika bo'yicha asosiy yagona davlat imtihonini topshirish uchun ham javob beradi. Agar siz Yagona Davlat imtihonini 90-100 ball bilan topshirmoqchi bo'lsangiz, 1-qismni 30 daqiqada va xatosiz hal qilishingiz kerak!

10-11-sinflar uchun, shuningdek, o'qituvchilar uchun yagona davlat imtihoniga tayyorgarlik kursi. Matematika bo'yicha yagona davlat imtihonining 1-qismini (birinchi 12 ta masala) va 13-muammoni (trigonometriya) hal qilish uchun kerak bo'lgan hamma narsa. Va bu Yagona davlat imtihonida 70 balldan oshadi va na 100 ball to'plagan talaba, na gumanitar fanlar talabasi ularsiz qila olmaydi.

Barcha kerakli nazariya. Yagona davlat imtihonining tezkor echimlari, tuzoqlari va sirlari. FIPI vazifalar bankining 1-qismining barcha joriy vazifalari tahlil qilindi. Kurs 2018 yilgi Yagona davlat imtihonining talablariga to'liq javob beradi.

Kurs har biri 2,5 soatdan iborat 5 ta katta mavzuni o'z ichiga oladi. Har bir mavzu noldan sodda va tushunarli tarzda berilgan.

Yuzlab yagona davlat imtihon topshiriqlari. So'z muammolari va ehtimollar nazariyasi. Muammolarni hal qilish uchun oddiy va eslab qolish oson algoritmlar. Geometriya. Yagona davlat imtihonining barcha turlarining nazariyasi, ma'lumotnomasi, tahlili. Stereometriya. Ayyor echimlar, foydali varaqlar, fazoviy tasavvurni rivojlantirish. Trigonometriya noldan muammoga 13. Tiklash o'rniga tushunish. Murakkab tushunchalarning aniq tushuntirishlari. Algebra. Ildizlar, darajalar va logarifmlar, funksiya va hosila. Yagona davlat imtihonining 2-qismining murakkab muammolarini hal qilish uchun asos.

Leksiya: Prizma, uning asoslari, yon qovurg'alari, balandligi, lateral yuzasi; to'g'ri prizma; to'g'ri prizma

Prizma

Agar siz oldingi savollardan biz bilan tekis raqamlarni o'rgangan bo'lsangiz, unda siz uch o'lchamli raqamlarni o'rganishga to'liq tayyormiz. Biz o'rganadigan birinchi qattiq jism prizma bo'ladi.

Prizma ko'p sonli yuzlarga ega bo'lgan uch o'lchovli tanadir.

Bu raqam parallel tekisliklarda joylashgan asoslarda ikkita poligonga ega va barcha yon yuzlari parallelogramm shakliga ega.

Shunday qilib, keling, prizma nimadan iboratligini aniqlaylik. Buning uchun 1-rasmga e'tibor bering

Yuqorida aytib o'tilganidek, prizma bir-biriga parallel bo'lgan ikkita asosga ega - bular ABCEF va GMNJK beshburchaklardir. Bundan tashqari, bu ko'pburchaklar bir-biriga teng.

Prizmaning barcha boshqa yuzlari lateral yuzlar deb ataladi - ular parallelogrammalardan iborat. Masalan, BMNC, AGKF, FKJE va boshqalar.

Barcha lateral yuzlarning umumiy yuzasi deyiladi lateral yuzasi.

Har bir juft qo'shni yuzning umumiy tomoni bor. Ushbu umumiy tomon chekka deb ataladi. Masalan, MV, SE, AB va boshqalar.

Agar prizmaning ustki va pastki asoslari perpendikulyar bilan bog'langan bo'lsa, u holda prizma balandligi deyiladi. Rasmda balandlik OO 1 to'g'ri chiziq sifatida belgilangan.

Prizmaning ikkita asosiy turi mavjud: qiya va tekis.

Agar prizmaning lateral qirralari asoslarga perpendikulyar bo'lmasa, bunday prizma deyiladi. moyil.

Agar prizmaning barcha qirralari asoslariga perpendikulyar bo'lsa, bunday prizma deyiladi. Streyt.

Agar prizma asoslarida muntazam ko‘pburchaklar (tomonlari teng bo‘lganlar) bo‘lsa, bunday prizma deyiladi. to'g'ri.

Agar prizmaning asoslari bir-biriga parallel bo'lmasa, bunday prizma deyiladi kesilgan.

Buni 2-rasmda ko'rishingiz mumkin

Prizma hajmi va maydonini topish formulalari

Hajmni topish uchun uchta asosiy formula mavjud. Ular amalda bir-biridan farq qiladi:

Prizmaning sirt maydonini topish uchun shunga o'xshash formulalar: