Об'єм призми та її видів — це фундаментальна тема стереометрії, яка поєднує знання планіметрії (площі фігур) та просторового мислення. Уміння обчислювати місткість прямокутних паралелепіпедів та складних призм є базовим не лише для успішного складання НМТ, а й для розв'язання реальних інженерних та будівельних задач.
На цій сторінці ви знайдете детальний розбір демонстраційного варіанту НМТ, завдання з реальними розгортками та прикладні задачі на розрахунок об'єму матеріалів (бетону, цегли). Ми розглянемо, як знаходити висоту призми через площі перерізів та як правильно використовувати властивості ромба й трапеції в основі тіла.
Об'єм призми дорівнює добутку площі основи на висоту V = Sосн · H
Об'єм прямокутного паралелепіпеда дорівнює добутку його лінійних вимірів (довжини, ширини та висоти) V = abc
Об'єм куба дорівнює кубу довжини його ребра V = a³
Завдання 1. НМТ 2026 (демо). Основою прямої призми є ромб із гострим кутом 60°. Площа більшого діагонального перерізу призми дорівнює 240√3. Обчисліть об’єм призми, якщо її висота дорівнює 8√3.
Показати відповідь
3600.
Розглянемо більший діагональний переріз AA₁C₁C. В ньому AA₁ = 8√3 за умовою. Площа цього перерізу S = AA₁ · AC, що дорівнює 240√3 за умовою. Тоді АС = 240√3 : (8√3) = 30. Так як ∠A = 60° за умовою, а сума двох сусідніх кутів ромба дорівнює 180°, то ∠B = 180° - ∠A = 180 ° - 60° = 120°. Розглянемо трикутник АВС. Нехай АВ = ВС = х. Запишемо теорему косинусів для сторони АС.
AC² = AB² + BC² - 2 · AB · BC · cos∠B
30² = x² + x² - 2 · x · x · cos120°
900 = 2x² - 2x² · cos(180° - 60°)
900 = 2x² + 2x² · cos60°
900 = 2x² + 2x² · 0,5
900 = 2x² + x²
3x² = 900
x² = 900 : 3
x² = 300
Тоді площа ромба (основи призми) Sосн = AB² · sin ∠A = 300 · sin60° = 300\cdot\frac{\sqrt{3}}{2} = 150\sqrt{3}. V = Sосн · H = 150\sqrt{3} \cdot 8\sqrt{3} = 150 · 8 · 3 = 3600.
Завдання 2. Основою прямої призми є ромб зі стороною 20. Периметр одного з діагональних перерізів призми дорівнює 58. Визначте об'єм призми, якщо її висота дорівнює 5.
Показати відповідь
1920.
Так як призма пряма, то діагональний переріз AA₁C₁C є прямокутником з P = 2(AA₁ + AC), що дорівнює за умовою 58. Так як АА₁ = 5, то
2(5 + AC) = 58
2 ∙ 5 + 2АС = 58
10 + 2АС = 58
2АС = 58 - 10
2АС = 48
АС = 48 : 2
АС = 24
Так як ромб є паралелограмом, а для паралелограма є співвідношення між сторонами і діагоналями d₁² + d₂² = 2(a² + b²), то
AC² + BD² = 2(AB² + AD²)
24² + BD² = 2(20² + 20²)
576 + BD² = 2(400 + 400)
BD² = 2 ∙ 800 - 576
BD² = 1024
BD = 32
Sосн = ½ ∙ AC ∙ BD = ½ ∙ 24 ∙ 32 = 12 ∙ 32 = 384
V = Sосн ∙ AA₁ = 384 ∙ 5 = 1920.
Завдання 3. Визначте об’єм правильної трикутної призми, бічні грані якої є квадратами, а периметр основи дорівнює 12.
16\sqrt{3}
64
48
64\sqrt{3}
576
Показати відповідь
А.
Так як призма трикутна правильна, то в основі лежить правильний трикутник. Його сторона 12:3 = 4. Так як бічні грані квадрати, то висота призми дорівнює стороні основи і дорівнює 4. Площа основи призми S = \frac{a^2\sqrt{3}}{4} = \frac{4^2\sqrt{3}}{4} = 4\sqrt{3}. Об'єм призми V = Sоснh = 4\sqrt{3}\cdot4 = 16\sqrt{3}.
Завдання 4. Обчисліть об’єм правильної трикутної призми, бічні грані якої є квадратами, а площа основи дорівнює 9\sqrt{3}см².
54\sqrt{3}см³
27\sqrt{3}см³
27 см³
\frac{27}{2}\sqrt{3} см³
162\sqrt{3}см³
Показати відповідь
А.
Так як призма трикутна правильна, то в основі лежить правильний трикутник. Площа правильного трикутника зі стороною а дорівнює \frac{a^2\sqrt{3}}{4}. Тоді маємо \frac{a^2\sqrt{3}}{4} = 9\sqrt{3}. Звідси a² = 9 · 4 = 36. Тоді сторона основи 6. Так як бічні грані квадрати, то висота призми дорівнює стороні основи і дорівнює 6. Об'єм призми V = Sоснh = 9\sqrt{3} · 6 = 54\sqrt{3}.
Завдання 5. На площі міста встановили однакові бетонні ємності для квітів, виготовлені у формі прямокутних паралелепіпедів, виміри яких дорівнюють 40 см, 40 см і 50 см (див. рисунок). Товщина кожної з чотирьох бічних стінок становить 5 см, а товщина днища — 10 см. Який об’єм бетону (у м³) було використано для виготовлення 10 таких ємностей? Утратою бетону під час виготовлення знехтуйте.
0,32 м³
0,33 м³
0,36 м³
0,44 м³
0,8 м³
Показати відповідь
Г.
Спочатку обчислимо об'єм зовнішнього паралелепіпеда. Так як він є прямокутним, то його об'єм дорівнює добутку його лінійних вимірів. Маємо V₁ = 40 · 40 · 50 = 80000 см³. Знайдемо об'єм внутрішнього (полого) паралелепіпеда. Внутрішній (полий) прямокутний паралелепіпед має виміри 40-5-5 = 30 см, 50-5-5 = 40 см, 40-10 = 30 см. Тоді його об'єм V₂ = 30 · 40 · 30 = 36000 см³. Об'єм використаного бетону дорівнює різниці об'ємів зовнішнього і внутрішнього паралелепіпедів, тобто V₁-V₂ = 80000-36000 = 44000 см³. Тоді на 10 таких ємностей піде 44000 · 10 = 440000 см³. Оскільки в 1 м 100 см, то в 1 м³ 100³ = 1000000 см³. Тоді для переведення см³ в м³ поділимо отримане число на 1000000. Маємо 440000:1000000 = 0,44 м³.
Завдання 6. На рисунку зображено розгортку прямокутного паралелепіпеда. Використовуючи зазначені на рисунку розміри, обчисліть об’єм цього паралелепіпеда.
96 см³
108 см³
128 см³
136 см³
144 см³
Показати відповідь
А.
За малюнком маємо лінійні розміри прямокутного паралелепіпеда 3 см, 4 см та 12-4 = 8 см (сторона 12 складається з висоти паралелепіпеда та частини, що прилягає до сторони 4 см). Об'єм прямокутного паралелепіпеда дорівнює добутку його лінійних вимірів. Маємо V = 3 · 4 · 8 = 96 см³.
Завдання 7. На рисунку зображено розгортку поверхні тіла, складеного з двох квадратів і чотирьох однакових прямокутників, довжина сторін яких - 3 см і 6 см. Визначте об’єм цього тіла.
108 см³
54 см³
144 см³
36 см³
Інша відповідь
Показати відповідь
А.
Дана розгортка є розгорткою прямокутного паралелепіпеда. За малюнком та даними числами маємо лінійні розміри прямокутного паралелепіпеда 3 см, 6 см та 6 см. Об'єм прямокутного паралелепіпеда дорівнює добутку його лінійних вимірів. Маємо V = 3 · 6 · 6 = 108 см³.
Завдання 8. Основою прямої трикутної призми АВСА₁В₁С₁ є рівнобедрений трикутник АВС, де АВ = ВС = 25 см, АС = 30 см. Через бічне ребро АА₁ призми проведено площину, перпендикулярну до ребра ВС. Визначте об’єм призми (у см³), якщо площа утвореного перерізу дорівнює 72 см².
Показати відповідь
900.
Знайдемо площу трикутника АВС за формулою Герона. р = (АВ + ВС + АС):2 = (25 + 25 + 30):2 = 40 см. S = \sqrt{p(p-AB)(p-BC)(p-AC)} = \sqrt{40(40-25)(40-25)(40-30)} = \sqrt{40\cdot15\cdot15\cdot10} = \sqrt{400\cdot15^2} = 20 · 15 = 300. Так як площина перерізу перпендикулярна до ВС, то відрізок АМ є висотою трикутника АВС. З формули площі трикутника S = 0,5ah, маємо h = 2S:a. Тоді АМ = 2 · 300:25 = 24 см. Так як переріз є прямокутником, то його площа дорівнює добутку його сторін. Маємо S = AM · AA₁. Підставимо відомі значення і отримаємо 72 = 24 · AA₁, звідки AA₁ = 72:24 = 3 см. Об'єм призми знаходимо за формулою V = Sоснh. Маємо S = 300 · 3 = 900 см³.
Завдання 9. Цеглина має форму прямокутного паралелепіпеда з вимірами 25 см, 12 см, 6,5 см. Знайдіть масу m цеглини (у г). (Для знаходження маси цеглини скористайтеся формулою m = ρV, де V – об’єм, ρ = 1,8 г/см³ — густина цегли).
Показати відповідь
3510.
Об'єм прямокутного паралелепіпеда дорівнює добутку його лінійних вимірів. Маємо V = 25 · 12 · 6,5 = 1950 см³. Тоді m = 1,8 · 1950 = 3510 г.
Завдання 10. Основою прямої призми ABCDA₁B₁C₁D₁ є рівнобічна трапеція ABCD. Основа АD трапеції дорівнює висоті трапеції і в шість разів більша за основу ВС. Через бічне ребро СС₁ призми проведено площину паралельно ребру АВ. Знайдіть площу утвореного перерізу (у см²), якщо об’єм призми дорівнює 672 см³, а її висота - 8 см.
Показати відповідь
104.
Нехай ВС = х. Тоді АD = BK = 6х (ВК - висота трапеції). Знайдемо площу трапеції. S = (BC + AD) · BK:2 = (x + 6x) · 6x:2 = 7x · 3x = 21x². Об'єм прямої призми дорівнює добутку площі основи на висоту призми (її ребро). Маємо V = Sh. Підставимо відомі значення і отримаємо 672 = 21x² · 8. Звідси x² = 672:21:8 = 4 і х = 2 см. Тоді ВС = 2 см, AD = BK = 12 см. Проведемо висоту СМ трапеції. Так як трапеція рівнобічна, то АК = МD. ВСМК - прямокутник, тому КМ = ВС = 2 см. Тоді АК + MD = AD-KM = 12-2 = 10 см і АК = 10:2 = 5 см. З прямокутного трикутника АВК за теоремою Піфагора AB² = AK² + BK² = 25 + 144 = 169. Звідси АВ = 13 см. Так як площина перерізу паралельна АВ, то СР = АВ = 13 см. Так як переріз є прямокутником, то його площа дорівнює добутку сторін. Маємо S = CP · CC₁ = 13 · 8 = 104 см².
Коментарі
8 березня 2023 р. о 20:57Big-boss777
Дякую за доволі цікавий список задач. Буду радити колегам. Хотілося б поділитись з Вашою аудиторію ресурсом, на матеріалах якого навчаюсь. Можливо комусь пригоди обсяг: https://www.mathros.net.ua/kategorija/surface-area-and-volume-geometric-shapes
Аналіз функцій за їхніми графіками — це одна з найбільш наочних тем математики, яка вимагає вміння «читати» рисунок і швидко виділяти ключові властивості об'єкта. На НМТ завдання цього типу зустрічаються дуже часто, оскільки вони дозволяють перевірити комплексне розуміння теми: від визначення координат точок перетину з осями до аналізу поведінки складних періодичних процесів.
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.
Трикутники та їх властивості — це фундамент геометрії, без якого неможливо уявити успішне складання НМТ. Розуміння класифікації трикутників, знання особливостей їхніх медіан, бісектрис та висот дозволяє розв'язувати задачі, які на перший погляд здаються громіздкими. Вміння швидко застосовувати теореми синусів та косинусів, а також знання метричних співвідношень у прямокутному трикутнику є ключем до високого бала на іспиті.
Формули скороченого множення — це математичні "трафарети", які дозволяють миттєво підносити вирази до степеня або розкладати їх на множники без довгих обчислень у стовпчик. На цій сторінці ми розберемо п'ять магічних формул: від квадрата суми до різниці кубів. Ви дізнаєтеся, як швидко обчислювати квадрати великих чисел (наприклад, 59²), навчитеся розпізнавати формули у громіздких многочленах та зрозумієте різницю між повним та неповним квадратом. Опануйте ці інструменти, і алгебра стане для вас значно простішою!
Коментарі