Апофема правильного четырехугольника пирамиды

Что такое апофема для многоугольника и пирамиды? Апофема правильной четырехугольной пирамиды

Апофема правильного четырехугольника пирамиды

Для успешного решения задач по геометрии необходимо четко понимать термины, которые использует эта наука. Например, таковыми являются «прямая», «плоскость», «многогранник», «пирамида» и многие другие. В данной статье ответим на вопрос, что такое апофема.

Видео:Нахождение апофемы пирамидыСкачать

Нахождение апофемы пирамиды

Двоякое использование термина «апофема»

В геометрии значение слова «апофема» или «апотема», как ее еще называют, зависит от того, к какому объекту ее применяют. Существует два принципиально разных класса фигур, в которых она является одной из их характеристик.

В первую очередь это плоские многоугольники. Что такое апофема для многоугольника? Это высота, проведенная из геометрического центра фигуры к любой из ее сторон.

Чтобы было понятнее, о чем идет речь, рассмотрим конкретный пример. Предположим, что имеется правильный шестиугольник, показанный ниже на рисунке.

Апофема правильного четырехугольника пирамиды

Символом l обозначена длина его стороны, буквой a — апофема. Для отмеченного треугольника она является не только высотой, но и биссектрисой, и медианой. Несложно показать, что через сторону l ее можно вычислить так:

Аналогичным образом апофема определяется для любого n-угольника.

Во вторую очередь — это пирамиды. Что такое апофема для такой фигуры? Этот вопрос требует более детального рассмотрения.

Видео:10 класс, 33 урок, Правильная пирамидаСкачать

10 класс, 33 урок, Правильная пирамида

Пирамиды и их апофемы

Для начала дадим определение пирамиде с точки зрения геометрии. Эта фигура представляет собой объемное тело, образованное одним n-угольником (основание) и n треугольниками (боковые стороны). Последние соединены в одной точке, которая называется вершиной. Расстояние от нее до основания — это высота фигуры. Если она попадает на геометрический центр n-угольника, то пирамида называется прямой. Если к тому же n-угольник имеет равные углы и стороны, то фигура называется правильной. Ниже показан пример пирамиды.

Апофема правильного четырехугольника пирамиды

Что такое апофема для такой фигуры? Это перпендикуляр, который соединяет стороны n-угольника с вершиной фигуры. Очевидно, что она представляет собой высоту треугольника, являющегося боковой стороной пирамиды.

Апофему удобно использовать при решении геометрических задач с правильными пирамидами. Дело в том, что для них все боковые грани являются равными друг другу равнобедренными треугольниками. Последний факт означает, что все n апофем равны, поэтому для правильной пирамиды можно говорить об одной-единственной такой прямой.

Видео:Найти площадь поверхности правильной четырехугольной пирамидыСкачать

Найти площадь поверхности правильной четырехугольной пирамиды

Апофема четырехугольной пирамиды правильной

Пожалуй, самым наглядным примером этой фигуры будет знаменитое первое чудо света — пирамида Хеопса. Она находится в Египте.

Апофема правильного четырехугольника пирамиды

Для любой такой фигуры с правильным n-угольным основанием можно привести формулы, позволяющие определить ее апофему через длину a стороны многоугольника, через боковое ребро b и высоту h. Здесь запишем соответствующие формулы для прямой пирамиды с квадратным основанием. Апофема hb для нее будет равна:

Первое из этих выражений справедливо для любой правильной пирамиды, второе — только для четырехугольной.

Покажем, как эти формулы можно использовать для решения задачи.

Видео:🔴 Найдите объём правильной четырёхугольной ... | ЕГЭ БАЗА 2018 | ЗАДАНИЕ 16 | ШКОЛА ПИФАГОРАСкачать

🔴 Найдите объём правильной четырёхугольной ... | ЕГЭ БАЗА 2018 | ЗАДАНИЕ 16 | ШКОЛА ПИФАГОРА

Геометрическая задача

Пусть задана прямая пирамида, имеющая квадратное основание. Необходимо рассчитать ее основания площадь. Апофема пирамиды равна 16 см, а ее высота в 2 раза больше стороны основания.

Каждый школьник знает: чтобы найти площадь квадрата, которым является основание рассматриваемой пирамиды, следует знать его сторону a. Для ее нахождения воспользуемся следующей формулой для апофемы:

Значение апофемы известно из условия задачи. Поскольку высота h в два раза больше длины стороны a, это выражение можно преобразовать следующим образом:

Площадь квадрата равна произведению его сторон. Подставляя полученное выражение для a, имеем:

Остается подставить в формулу значение апофемы из условия задачи и записать ответ: S ≈ 60,2 см 2 .

Видео:В правильной четырёхугольный пирамиде сторона основания равна 6, а высота 2 корня из 10. АпофемуСкачать

В правильной четырёхугольный пирамиде сторона основания равна 6, а высота  2 корня из 10. Апофему

Апофема правильной пирамиды, формула

Апофема правильной пирамиды находится по формуле

Апофема правильного четырехугольника пирамиды

f — апофема правильной пирамиды (SF)
n — число сторон правильного многоугольника — основания правильной пирамиды
a — сторона правильного многоугольника (AB или BC или CD или DE или EA) — основания правильной пирамиды
h — высота правильной пирамиды (OS)

Видео:КАК НАЙТИ ПЛОЩАДЬ БОКОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПИРАМИДЫ?Скачать

КАК НАЙТИ ПЛОЩАДЬ БОКОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПИРАМИДЫ?

Апофема правильной пирамиды выводится из следующих формул

Синим цветом на рисунке изображена вписанная в основание правильной пирамиды окружность. Треугольник SFO прямоугольный. Его стороны: OS — высота правильной пирамиды ( h), OF — радиус вписанной окружности в правильный многоугольник (основание правильной пирамиды ( r)), SF — апофема правильной пирамиды ( f). По теореме Пифагора

подставив сюда только радиус вписанной окружности получается формула (1).

Видео:Апофема правильной пирамиды. Задание А2 из ЦТ 2020 #цт2020Скачать

Апофема правильной пирамиды. Задание А2 из ЦТ 2020 #цт2020

Апофема правильного четырехугольника пирамиды

Апофема правильного четырехугольника пирамиды

Учебный курсРешаем задачи по геометрии
Развернуть структуру обучения Апофема правильного четырехугольника пирамидыСвернуть структуру обучения Апофема правильного четырехугольника пирамидыПримечание. Это часть урока с задачами по геометрии (раздел стереометрия, задачи о пирамиде). Если Вам необходимо решить задачу по геометрии, которой здесь нет — пишите об этом в форуме. В задачах вместо символа «квадратный корень» применяется функция sqrt(), в которой sqrt — символ квадратного корня, а в скобках указано подкоренное выражение. Для простых подкоренных выражений может использоваться знак «√» .

Теоретические материалы и формулы см. в главе «Правильная пирамида».

Видео:АпофемаСкачать

Апофема

Задача

Апофема правильной треугольной пирамиды равна 4см, а двугранный угол при основании равен 60 градусов. Найдите объем пирамиды.

Поскольку пирамида правильная, учтем следующее:

  • Высота пирамиды проецируется на центр основания
  • Центр основания правильной пирамиды по условию задачи — равносторонний треугольник
  • Центр равностороннего треугольника является одновременно центром вписанной и описанной окружности
  • Высота пирамиды образует с плоскостью основания прямой угол

Объем пирамиды можно найти по формуле:
V = 1/3 Sh

Поскольку апофема правильной пирамиды образует вместе с высотой пирамиды прямоугольный треугольник, для нахождения высоты используем теорему синусов. Кроме того, примем во внимание:

  • Первый катет рассматриваемого прямоугольного треугольника является высотой, второй катет — радиусом вписанной окружности (в правильном треугольнике центр одновременно является центром вписанной и описанной окружности), гипотенуза является апофемой пирамиды
  • Третий угол прямоугольного треугольника равен 30 градусам ( сумма углов треугольника — 180 градусов, угол 60 градусов дан по условию, второй угол — прямой по свойствам пирамиды, третий 180-90-60 = 30 )
  • синус 30 градусов равен 1/2
  • синус 60 градусов равен корню из трех пополам
  • синус 90 градусов равен 1

Согласно теореме синусов:
4 / sin( 90 ) = h / sin ( 60 ) = r / sin( 30 )
4 = h / ( √3 / 2 ) = 2r
откуда
r = 2
h = 2√3

В основании пирамиды лежит правильный треугольник, площадь которого можно найти по формуле:
S правильного треугольника = 3√3 r 2 .
S = 3√3 2 2 .
S = 12√3 .

Теперь найдем объем пирамиды:
V = 1/3 Sh
V = 1/3 * 12√3 * 2√3
V = 24 см 3 .

Видео:Как найти апофему через площадь полной поверхности пирамиды? Ёфтани апофема аз рӯи масоҳати С.П. п-аСкачать

Как найти апофему через площадь полной поверхности пирамиды? Ёфтани апофема аз рӯи масоҳати С.П. п-а

Задача

Высота и сторона основания правильной четырехугольной пирамиды соответственно равны 24 и 14. найдите апофему пирамиды.
Апофема правильного четырехугольника пирамиды

Поскольку пирамида правильная, то в ее основании лежит правильный четырехугольник — квадрат. Кроме того, высота пирамиды проецируется в центр квадрата. Таким образом, катет прямоугольного треугольника, который образован апофемой пирамиды, высотой и отрезком, их соединяющим, равен половине длины основания правильной четырехугольной пирамиды.

Откуда по теореме Пифагора длина апофемы будет найдена из уравнения:

7 2 + 24 2 = x 2
x 2 = 625
x = 25

🌟 Видео

АпофемаСкачать

Апофема

Правильная пирамида № 258Скачать

Правильная пирамида № 258

Правильные многоугольники. Геометрия 9 класс | Математика | TutorOnlineСкачать

Правильные многоугольники. Геометрия 9 класс  | Математика | TutorOnline

🙂 Площадь поверхности правильной пирамидыСкачать

🙂 Площадь поверхности правильной пирамиды

Искусственный интеллект требует жертв, или ЖКХ — это ад на землеСкачать

Искусственный интеллект требует жертв, или ЖКХ — это ад на земле

Построение сечения пирамиды по трем точкамСкачать

Построение сечения пирамиды по трем точкам

№258. Боковое ребро правильной четырехугольной пирамиды образует угол в 60° с плоскостью основания.Скачать

№258. Боковое ребро правильной четырехугольной пирамиды образует угол в 60° с плоскостью основания.

№268. Плоскость, параллельная плоскости основания правильной четырехугольной пирамиды,Скачать

№268. Плоскость, параллельная плоскости основания правильной четырехугольной пирамиды,

Пирамида. 11 класс.Скачать

Пирамида. 11 класс.

10 класс, 34 урок, Усеченная пирамидаСкачать

10 класс, 34 урок, Усеченная пирамида

Пересечение многогранников. Пирамида с призматическим вырезом.Скачать

Пересечение многогранников. Пирамида с призматическим вырезом.
Поделиться или сохранить к себе: