Призма та її види — це центральна тема розділу многогранників, яка вимагає розуміння властивостей паралельності та перпендикулярності у просторі. Вивчення призм починається з базових понять: вершин, ребер та граней, і веде до складніших об’єктів, таких як прямокутні паралелепіпеди та куби.
На цій сторінці представлено повний тренажер для підготовки до НМТ. Ми розберемося, як відрізнити розгортку трикутної призми від піраміди, як знаходити кути між мимобіжними діагоналями куба та як обчислювати висоту призми за площею її перерізу.
- у n-кутної призми 2n вершин, n + 2 граней, 3n ребер
- бічні грані призми - паралелограми, а прямої призми - прямокутники
- пряма - ребра призми перпендикулярні до основи
- правильна призма - пряма призма, в основі якої лежить правильний багатокутник
- паралелепіпед - призма, в основі якої лежить паралелограм
- прямокутний паралелепіпед - паралелепіпед, всі грані якого прямокутники
- куб - прямокутний паралелепіпед, всі ребра якого рівні
Маємо два однакових трикутника - основи і 3 прямокутника - бічні грані, тому наведено розгортку трикутної призми.
Так як маємо трикутну призму, то трикутник - це основа, а прямокутник - бічна грань призми. Тоді одна зі сторін прямокутника - висота довжиною 11 см, а друга - сторона основи. За формулою периметра прямокутника P = 2(a + b) маємо:
38 = 2(а + 11)
а + 11 = 38:2
а + 11 = 19
a = 8.
Площа основи S = \frac{a^2\sqrt{3}}{4} = \frac{8^2\sqrt{3}}{4} = \frac{64\sqrt{3}}{4} = 16\sqrt{3} см².
У куба всього 12 ребер. Тому довжина одного ребра 72:12 = 6 см.
Дані прямі лежать в паралельних площинах і не паралельні, тому вони мимобіжні. Кут між мимобіжними прямими дорівнює куту між прямими, що перетинаються і відповідно паралельні даним мимобіжним прямим. Оскільки АА₁||DD₁, то кут між прямими АВ₁ і DD₁ дорівнює куту між прямими АВ₁ і АА₁. Так як ABCDA₁B₁C₁D₁ куб, то AA₁B₁В - квадрат, а в квадраті кут між стороною та його діагоналлю дорівнює 45°.
Нехай сторона куба дорівнює х. Тоді за умовою х² = 12 (площа грані куба дорівнює квадрату сторони). Квадрат діагоналі прямокутного паралелепіпеда дорівнює сумі квадратів його лінійних вимірів. Відповідно для куба маємо АС₁² = AD² + DC² + CC₁² = х² + х² + х² = 12 + 12 + 12 = 36 см². Тоді діагональ куба дорівнює 6 см.
Так як у прямокутного паралелепіпеда 3 групи однакових ребер по 4, а з однієї вершини виходить по одному ребру з кожної групи, то сума довжин усіх ребер паралелепіпеда 60 · 4 = 240 см.
Так як у прямокутного паралелепіпеда 4 однакових бічних ребра, то довжина одного дорівнює 120:4 = 30 см. Так як у прямокутного паралелепіпеда довжина висоти дорівнює довжині бічного ребра, то довжина висоти дорівнює 30 см.
Квадрат діагоналі прямокутного паралелепіпеда дорівнює сумі квадратів його лінійних вимірів. Маємо d² = 2² + 3² + 4² = 4 + 9 + 16 = 29. Тоді діагональ паралелепіпеда дорівнює \sqrt{29} см.
2 Відстань від точки А до прямої СC₁ дорівнює
3 Відстань між площинами (АВС) і (A₁B₁C₁) дорівнює
Б 3
В 4
Г 5
Д 7
1) Відстанню від точки С до площини (АA₁В₁) є відрізок СВ, який дорівнює АD і дорівнює 4.
2) Відстанню від точки А до прямої СC₁ є відрізок АС, який з прямокутного трикутника ADC можна знайти за теоремою Піфагора (використовуючи "єгипетський" трикутник одразу маємо АС = 5).
3) Відстанню між площинами (АВС) і (A₁B₁C₁) є відрізок AA₁ = 2.
2 Відстань від точки А до прямої А₁С₁ дорівнює
3 Відстань від точки А до площини (BB₁D₁) дорівнює
Б 2\sqrt{2}
В 2\sqrt{3}
Г \sqrt{3}
Д \sqrt{2}
1) Довжина діагоналі куба зі стороною а дорівнює a\sqrt{3}, тому маємо довжину 2\sqrt{3}.
2) Відстанню від точки А до прямої A₁C₁ є відрізок АA₁, який дорівнює 2.
3) Відстанню від точки А до площини (BB₁D₁) є довжина перпендикуляра, проведеного з точки А до BD. Так як основа - квадрат, то цей перпендикуляр є половиною діагоналі квадрата основи. Діагональ квадрата з основою 2 дорівнює 2\sqrt{2}, а її половина - \sqrt{2}.
2 кут між прямими BD і A₁C₁
3 кут між прямими АB₁ і A₁D
4 кут між прямими BB₁ і DD₁
Б 30°
В 45°
Г 60°
Д 90°
1) Дані прямі лежать в паралельних площинах і не паралельні, тому вони мимобіжні. Кут між мимобіжними прямими дорівнює куту між прямими, що перетинаються і відповідно паралельні даним мимобіжним прямим. Оскільки АB₁||DC₁, то кут між прямими АA₁ і DC₁ дорівнює куту між прямими АA₁ і АB₁. А в квадраті кут між стороною та його діагоналлю дорівнює 45°.
2) Дані прямі мимобіжні. Оскільки A₁C₁||АС, то кут між прямими BD і A₁C₁ дорівнює куту між прямими BD і AC. А в квадраті кут між діагоналями дорівнює 90°.
3) Дані прямі мимобіжні. Оскільки AВ₁||DC₁, то кут між прямими АB₁ і A₁D дорівнює куту між прямими DC₁ і A₁D. Трикутник DA₁C₁ є рівностороннім (його сторони це діагоналі однакових квадратів). Тоді шуканий кут дорівнює 60°.
4) Дані прямі паралельні, тому кут між ними дорівнює 0°.
2 рис. 2
3 рис. 3
4 рис. 4
Б прямокутник
В трапеція
Г п’ятикутник
Д ромб
Якщо скласти цю розгортку, то отримаємо трикутну призму. Відповідно маємо 3 · 2 = 6 вершин.
Коментарі