Объем прямой призмы прямоугольного треугольника

Сначала докажем теорему для треугольной прямой призмы (рис. 1), а затем – для произвольной прямой призмы (рис. 2).

1)Рассмотрим прямую треугольную призму АВСА ₁ В ₁ С ₁ с объемом V и высотой h. Проведем такую высоту треугольника АВС (отрезок ВD на рисунке 1), которая разделяет этот треугольник на два треугольника (по крайней мере, одна высота треугольника этому условию удовлетворяет). Плоскость ВВ 1 D разделяет данную призму на две призмы, основаниями которых являются прямоугольные

треугольники ABD и ВDС. Поэтому объемы V ₁ , и V ₂ этих призм

По свойству объемов V=V ₁ + V ₂ .

Видео:Объем прямой призмы.Скачать

Объем призмы прямоугольного треугольника

Видео:Объем прямой призмы | Геометрия 11 класс #23 | ИнфоурокСкачать

Геометрические фигуры

Видео:11 класс, 31 урок, Объем прямой призмыСкачать

Объём призмы

Видео:🔴 В основании прямой призмы лежит прямоугольный ... | ЕГЭ БАЗА 2018 | ЗАДАНИЕ 16 | ШКОЛА ПИФАГОРАСкачать

Что такое треугольная призма?

Перед тем как приводить формулу объема треугольной призмы, рассмотрим свойства этой фигуры.

Чтобы получить этот вид призмы, необходимо взять треугольник произвольной формы и параллельно самому себе перенести его на некоторое расстояние. Вершины треугольника в начальном и конечном положении следует соединить прямыми отрезками. Полученная объемная фигура называется треугольной призмой. Она состоит из пяти сторон. Две из них называются основаниями: они параллельны и равны друг другу. Основаниями рассматриваемой призмы являются треугольники. Три оставшиеся стороны – это параллелограммы.

Помимо сторон, рассматриваемая призма характеризуется шестью вершинами (по три для каждого основания) и девятью ребрами (6 ребер лежат в плоскостях оснований и 3 ребра образованы пересечением боковых сторон). Если боковые ребра перпендикулярны основаниям, то такая призма называется прямоугольной.

Отличие треугольной призмы от всех остальных фигур этого класса заключается в том, что она всегда является выпуклой (четырех-, пяти-, …, n-угольные призмы могут также быть вогнутыми).

Правильная треугольная призма – это прямоугольная фигура, в основании которой лежит равносторонний треугольник.

Видео:Геометрия 11 класс (Урок№12 - Объемы прямой призмы и цилиндра.)Скачать

Формула объема треугольной призмы правильной

Многогранник, который мы изучаем, будет правильным, если две его грани являются одинаковыми треугольниками равносторонними и три грани — это одинаковые прямоугольники. Формулу для объема такой призмы несложно получить из выражения общего вида, записанного в пункте выше. Чтобы это сделать, рассчитаем сначала площадь основания:

So = 1 / 2 × ha × a = 1 / 2 × √3 / 2 × a × a = √3 / 4 × a2

Значение высоты треугольника ha получено, исходя из того факта, что для равностороннего основания она является также медианой и биссектрисой. Таким образом, площадь So является функцией только одного параметра (стороны a).

Формулу объема для изучаемой призмы можно получить, если умножить на высоту выражение выше:

Поскольку для рассматриваемой фигуры высота равна длине бокового ребра b, то полученное выражение также можно переписать через параметры a и b.

Видео:Объем прямой призмы. Урок 12. Геометрия 11 классСкачать

Элементы треугольной призмы

Треугольники ABC и A₁B₁C₁ являются основаниями призмы .

Четырехугольники A₁B₁BA, B₁BCC₁ и A₁C₁CA являются боковыми гранями призмы .

Стороны граней являются ребрами призмы (A₁B₁, A₁C₁, C₁B₁, AA₁, CC₁, BB₁, AB, BC, AC), всего у треугольной призмы 9 граней.

Высотой призмы называется отрезок перпендикуляра, который соединяет две грани призмы (на рисунке это h).

Диагональю призмы называется отрезок, который имеет концы в двух вершинах призмы, не принадлежащих одной грани. У треугольной призмы такой диагонали провести нельзя.

Площадь основания — это площадь треугольной грани призмы.

Площадь боковой поверхности призмы — это сумма площадей четырехугольных граней призмы.

Видео:№230. Основание прямой призмы — треугольник со сторонами 5 см и 3 см и углом, равным 120Скачать

Найти объем призмы, зная площадь основания и высоту

Найти объем правильной треугольной призмы, зная ребра

Видео:В основании прямой призмы лежит прямоугольный треугольник с катетами 5 и 6. Боковые ребра призмы...Скачать

Объем правильной фигуры через значение ее диагонали

Треугольная призма является самой простой фигурой из своего класса, поэтому она обладает всего одним единственным типом диагонали. Это диагонали трех ее параллелограммов.

Предположим, что имеется правильная фигура, диагональ которой равна d (это диагональ прямоугольника), а высота равна h. Как рассчитать ее объем?

Для начала следует определить значение стороны основания a. Для этого воспользуемся теоремой Пифагора:

Тогда формула объема треугольной призмы приобретает вид:

V = √3 / 4 × a2 × h = √3 / 4 × (d2 — h2) × h

В случае правильной призмы объем всегда является функцией двух параметров (h и d в данном выражении).

Видео:Математика | Объём в жизни и в математикеСкачать

Виды призм

• Прямая призма – это призма, в которой все боковые грани перпендикулярны к основанию. Высота равна длине бокового ребра.

• Наклонная призма – это призма, в которой боковые грани не перпендикулярны к основанию.

• Правильная призма – это призма, в которой основания являются правильными многоугольниками. Правильная призма может быть, как прямой, так и наклонной.

• Усечённая призма – это призма, в которой основания не параллельны друг другу. Усечённая призма может быть, как прямой, так наклонной.

Видео:Объемы прямой призмы и цилиндраСкачать

Определение

Треугольная призма — это пятигранник, образованный двумя параллельными плоскостями, в которых расположены два треугольника, образующих две грани призмы, и оставшиеся три грани — параллелограммы, образованные со-сторонами треугольников.

Видео:11 класс, 30 урок, Объем прямоугольного параллелепипедаСкачать

Вычисление объема правильной пятиугольной призмы

• Больше информации о том, как найти апофему, если она не дана, можно найти здесь . [5]

• А = 1/2 х 5 х сторона х апофема.
• А= 1/2 х 5 х 6 см х 7 см = 105 см 2 .

• 105 см 2 x 10 см = 1050 см 3 .

Видео:Найдите объем треугольной призмыСкачать

Формула вычисления объема призмы

Объем призмы равняется произведению площади ее основания на высоту.

V = S_осн ⋅ h

• S_осн – площадь основания, т.е. в нашем случае – четырехугольника ABCD или EFGH (равны между собой);
• h – высота призмы.

Приведенная выше формула подходит для следующих видов призм:

• прямой – боковые ребра перпендикулярны основанию;
• правильной – прямая призма, основанием которой является правильный многоугольник;
• наклонной – боковые ребра расположены под углом по отношению к основанию.

Видео:🔴 В основании прямой призмы лежит ... | ЕГЭ БАЗА 2018 | ЗАДАНИЕ 16 | ШКОЛА ПИФАГОРАСкачать

Необычная формула объёма призмы

Представь себе, есть ещё одна, «перевёрнутая» формула для объёма призмы .

– площадь сечения, перпендикулярного боковому ребру,

– длина бокового ребра.

Используется ли эта формула в задачах? Честно говоря, довольно редко, так что можешь ограничиться знанием основной формулы объёма.

Давай теперь для упражнения посчитаем объём самых популярных призм.

Видео:Объем призмы. Практическая часть. 11 класс.Скачать

Как рассчитывать объем фигуры произвольного типа?

Часть пространства, которая ограничена плоскими сторонами геометрической фигуры, называется ее объемом. В общем случае для призмы абсолютно любого типа справедлива следующая формула для определения ее объема:

Как видно, она очень проста и содержит всего два множителя: So — площадь одного основания, h — высота призмы, то есть дистанция между ее основаниями.

Применительно к треугольной призме произвольной формы (наклонной и неправильной), для вычисления величины So можно воспользоваться универсальной формулой для треугольника:

Здесь a — сторона треугольника, ha — высота треугольника, опущенная на сторону a.

Расчет высоты h призмы можно провести с использованием теоремы Пифагора, если знать длину бокового ребра b и двугранные углы между основанием и боковыми гранями.

Видео:Геометрия 11 класс: Объем призмы и цилиндра. ВидеоурокСкачать

Вычисление объема трапецеидальной призмы

• Например, основание1 = 8 см, основание2 = 6 см, а высота = 10 см.
• 1/2 х ( 6 + 8 ) х 10 = 1/2 х 14 см х 10 см = 70 см 2 .

• 70 см 2 x 12 см = 840 см 3 .

Видео:№234. Основанием прямой призмы является прямоугольный треугольник. Через середину гипотенузыСкачать

Основные свойства призмы

• Основание призмы – равные многоугольники
• Высота прямой призмы равна длине бокового ребра.
• Боковые ребра призмы параллельны и равны между собой.
• Перпендикулярное сечение перпендикулярно всем боковым ребрам и боковым граням.
• Боковые грани призмы – параллелограммы
• Высота наклонной призмы всегда меньше длины ребра.
• В прямой призме грани могут быть прямоугольниками или квадратами.

Видео:Определение натуральной величины треугольника АВС методом замены плоскостей проекцииСкачать

Объем треугольной призмы общего типа

Как найти объем треугольной призмы? Формула в общем виде аналогична таковой для призмы любого вида. Она имеет такую математическую запись:

Здесь h – это высота фигуры, то есть расстояние между ее основаниями, So – площадь треугольника.

Величину So можно найти, если известны некоторые параметры для треугольника, например одна его сторона и два угла или две стороны и один угол. Площадь треугольника равна половине произведения его высоты на длину стороны, на которую опущена эта высота.

Что касается высоты h фигуры, то ее проще всего найти для прямоугольной призмы. В последнем случае h совпадает с длиной бокового ребра.

Видео:Геометрия Основание прямой призмы – прямоугольный треугольник с катетами 15 см и 20 смСкачать

Площадь поверхности призмы

Формула. Площадь поверхности правильной призмы через высоту ( h ), длину стороны ( a ) и количество сторон ( n ):

Видео:№235. Основанием прямой призмы является прямоугольный треугольник с острым углом φ. ЧерезСкачать

Пример призмы

В этом примере:
— ABC и DEF составляют треугольные основания призмы
— ABED, BCFE и ACFD являются прямоугольными боковыми гранями
— Боковые края DA, EB и FC соответствуют высоте призмы.
— Точки A, B, C, D, E, F являются вершинами призмы.

Видео:Геометрия В основании прямой призмы лежит прямоугольный треугольник с катетами 6 и 8. Боковые ребраСкачать

Объем прямой фигуры с прямоугольным треугольником в основании

Прямоугольный треугольник представляет собой фигуру из трех сторон, две из которых пересекаются под прямым углом. Эти стороны называются катетами. Обозначим их a1 и a2. Третья сторона называется гипотенузой (a3). Из планиметрии известно каждому школьнику, что если взять половину произведения катетов, то можно получить площадь рассматриваемого треугольника, то есть:

Так как призма является прямой, то достаточно умножить на So длину ее бокового ребра b, чтобы получить объем фигуры:

Задачи на расчет треугольной призмы

Задача 1. Основанием прямой треугольной призмы служит прямоугольный треугольник с катетами 6 и 8, боковое ребро равно 5. Найдите объем призмы.
Решение: Объем прямой призмы равен V = Sh, где S — площадь основания, а h — боковое ребро. Площадь основания в данном случае это площадь прямоугольного треугольника (его площадь равна половине площади прямоугольника со сторонами 6 и 8). Таким образом, объём равен:

V = 1/2 · 6 · 8 · 5 = 120.

Задача 2.

Через среднюю линию основания треугольной призмы проведена плоскость, параллельная боковому ребру. Объем отсеченной треугольной призмы равен 5. Найдите объем исходной призмы.

Решение:

Объём призмы равен произведению площади основания на высоту: V = S_осн ·h.

Треугольник, лежащий в основании исходной призмы подобен треугольнику, лежащему в основании отсечённой призмы. Коэффициент подобия равен 2, так как сечение проведено через среднюю линию (линейные размеры большего треугольника в два раза больше линейных размеров меньшего). Известно, что площади подобных фигур соотносятся как квадрат коэффициента подобия, то есть S₂ = S₁k 2 = S₁2 2 = 4S₁.

Площадь основания всей призмы больше площади основания отсечённой призмы в 4 раза. Высоты обеих призм одинаковы, поэтому объем всей призмы в 4 раза больше объема отсечённой призмы.

Нахождение объема призмы: формула и задачи

В данной публикации мы рассмотрим, как можно найти объем призмы и разберем примеры решения задач для закрепления материала.

Формула вычисления объема призмы

Объем призмы равняется произведению площади ее основания на высоту.

V = S_осн ⋅ h

• S_осн – площадь основания, т.е. в нашем случае – четырехугольника ABCD или EFGH (равны между собой);
• h – высота призмы.

Приведенная выше формула подходит для следующих видов призм:

• прямой – боковые ребра перпендикулярны основанию;
• правильной – прямая призма, основанием которой является правильный многоугольник;
• наклонной – боковые ребра расположены под углом по отношению к основанию.

Примеры задач

Задание 1
Найдите объем призмы, если известно, что площадь ее основания равна 14 см 2 , а высота – 6 см.

Решение:
Подставляем в формулу известные нам значения и получаем:
V = 14 см 2 ⋅ 6 см = 84 см 3 .

Задание 2
Объем призмы равняется 106 см 3 . Найдите ее высоту, если известно, что площадь основания составляет 10 см 2 .

Решение:
Из формулы расчета объема следует, что высота равняется объему, разделенному на площадь основания:
h = V / S_осн = 106 см 3 / 10 см 2 = 10,6 см.

Призма

Призма

Призма – это многогранник, состоящий из двух равных многоугольников, расположенных в параллельных плоскостях, и $n$-го количества параллелограммов.

Многоугольники $ABCD$ и $A_1B_1C_1D_1$ – называются основаниями призмы.

Параллелограммы $АА_1В_1В, ВВ_1С_1С$ и т.д.- боковыми гранями.

Перпендикуляр, проведенный из какой-нибудь точки одного основания к плоскости другого основания, называется высотой призмы.

Если боковые ребра призмы перпендикулярны к основаниям, то призма называется прямой, в противном случае – наклонной. Высота прямой призмы равна ее боковому ребру.

Формулы вычисления объема и площади поверхности призмы:

Чтобы были понятны формулы, введем обозначения:

$P_ $ — периметр основания;

$S_ $ — площадь основания;

$S_ $ — площадь боковой поверхности;

$S_ $ — площадь полной поверхности;

$h$ — высота призмы.

В основании призмы могут лежать различные многоугольники, рассмотрим площади некоторых из них.

В основании лежит треугольник.

В основании лежит четырехугольник

1. Прямоугольник

$S=a·b$, где $а$ и $b$ — смежные стороны.

2. Ромб

$S= / $, где $d_1$ и $d_2$ — диагонали ромба

$S=a^2·sin⁡α$, где $а$ — длина стороны ромба, а $α$ — угол между соседними сторонами.

3. Трапеция

$S= / $, где $а$ и $b$ — основания трапеции, $h$ — высота трапеции.

Прямая призма называется правильной, если ее основания – правильные многоугольники.

Рассмотрим площади правильных многоугольников:

1. Для равностороннего треугольника $S=/ $, где $а$ — длина стороны.

$S=a^2$, где $а$ — сторона квадрата.

3. Правильный шестиугольник

Шестиугольник разделим на шесть правильных треугольников и найдем площадь как:

Найдите площадь поверхности прямой призмы, в основании которой лежит ромб с диагоналями, равными $10$ и $24$, а её боковое ребро равно $20$.

Построим прямую призму, в основании которой лежит ромб.

Распишем формулу площади полной поверхности:

В прямой призме высота равна боковому ребру, следовательно, $h=С_1С=20$

Чтобы найти периметр основания, надо узнать сторону ромба. Рассмотрим один из прямоугольных треугольников, получившихся, при пересечении диагоналей и воспользуемся теоремой Пифагора.

Диагонали точкой пересечения делятся пополам, поэтому катеты прямоугольного треугольника равны $5$ и $12$.

Теперь найдем площадь основания: площадь ромба равна половине произведения его диагоналей.

Далее подставим все найденные величины в формулу полной поверхности и вычислим ее:

Цилиндр — это та же призма, в основании которой лежит круг.

Подобные призмы: при увеличении всех линейных размеров призмы в $k$ раз, её объём увеличится в $k^3$ раз.

Средняя линия треугольника параллельна основанию и равна его половине.

$MN$ — средняя линия, так как соединяет середины соседних сторон.

Подобие треугольников

Два треугольника называются подобными, если их углы соответственно равны, а стороны одного треугольника больше сходственных сторон другого треугольника в некоторое число раз.

Число $k$ — коэффициент подобия (показывает во сколько раз стороны одного треугольника больше сторон другого треугольника.)

1. Периметры подобных треугольников и их линейные величины (медианы, биссектрисы, высоты) относятся друг к другу как коэффициент подобия $k$.
2. Отношение площадей двух подобных треугольников равно квадрату коэффициента подобия.

Прямоугольный треугольник и его свойства:

В прямоугольном треугольнике катетами называются две стороны треугольника, которые образуют прямой угол. Гипотенузой называется сторона, лежащая напротив прямого угла.

Некоторые свойства прямоугольного треугольника:

1. Сумма острых углов в прямоугольном треугольнике равна $90$ градусов.
2. Катет прямоугольного треугольника, лежащий напротив угла в $30$ градусов, равен половине гипотенузы. (Этот катет называется малым катетом.)

Теорема Пифагора

В прямоугольном треугольнике сумма квадратов катетов равна квадрату гипотенузы.

Соотношение между сторонами и углами в прямоугольном треугольнике:

В прямоугольном треугольнике $АВС$, с прямым углом $С$

Для острого угла $В: АС$ — противолежащий катет; $ВС$ — прилежащий катет.

Для острого угла $А: ВС$ — противолежащий катет; $АС$ — прилежащий катет.

1. Синусом (sin) острого угла прямоугольного треугольника называется отношение противолежащего катета к гипотенузе.
2. Косинусом (cos) острого угла прямоугольного треугольника называется отношение прилежащего катета к гипотенузе.
3. Тангенсом (tg) острого угла прямоугольного треугольника называется отношение противолежащего катета к прилежащему.
4. Котангенсом (ctg) острого угла прямоугольного треугольника называется отношение прилежащего катета к противолежащему.
5. В прямоугольном треугольнике синус одного острого угла равен косинусу другого острого угла.
6. Синусы, косинусы, тангенсы и котангенсы острых равных углов равны.
7. Синусы смежных углов равны, а косинусы, тангенсы и котангенсы отличаются знаками: для острых углов положительные значения, для тупых углов отрицательные значения

Значения тригонометрических функций некоторых углов:

Теорема синусов

Во всяком треугольнике стороны относятся как синусы противолежащих углов:

Теорема косинусов

Квадрат одной из сторон треугольника равен сумме квадратов двух других сторон минус удвоенное произведение этих сторон на косинус угла между ними:

Что это — прямая призма? Свойства и формулы. Пример задачи

Изучением характеристик трехмерных геометрических фигур занимается стереометрия. Одна из известных объемных фигур, которая появляется в задачах по геометрии, — это прямая призма. Рассмотрим в данной статье, что она собой представляет, а также подробно охарактеризуем призму с треугольным основанием.

Призма и ее виды

Под призмой подразумевают такую фигуру, которая образуется в результате параллельного переноса многоугольника в пространстве. В результате этой геометрической операции образуется фигура, состоящая из нескольких параллелограммов и двух одинаковых параллельных друг другу многоугольников. Параллелограммы являются боковыми сторонами призмы, а многоугольники — это ее основания.

Вам будет интересно: Неудача — это. Значение слова, применение, синонимы

Любая призма имеет n+2 стороны, 3*n ребер и 2*n вершин, где n — число углов или сторон многоугольного основания. На изображении показана пятиугольная призма, которая состоит из 7 сторон, 10 вершин и 15 ребер.

Рассматриваемый класс фигур представлен призмами нескольких видов. Перечислим их кратко:

• вогнутые и выпуклые;
• наклонные и прямые;
• неправильные и правильные.

Каждая фигура относится к одному из перечисленных трех видов классификации. Во время решения геометрических задач проще всего выполнять расчеты для правильных и прямых призм. Последние подробнее рассмотрим в следующих пунктах статьи.

Что это — призма прямая?

Прямой называется вогнутая или выпуклая, правильная или неправильная призма, у которой все боковые стороны представлены четырехугольниками с углами 90°. Если хотя бы один из четырехугольников боковых сторон не будет прямоугольником или квадратом, то призма называется наклонной. Можно также дать другое определение: прямая призма — это такая фигура данного класса, у которой любое боковое ребро равно высоте. Под высотой h призмы полагают дистанцию между ее основаниями.

Оба приведенных определения того, что это — прямая призма, являются равноправными и самодостаточными. Из них следует, что все двугранные углы между любым из оснований и каждой боковой стороной равны 90°.

Выше было сказано, что с прямыми фигурами удобно работать при решении задач. Это связано с тем, что высота совпадает с длиной бокового ребра. Последний факт облегчает процесс вычисления объема фигуры и площади ее боковой поверхности.

Объем прямой призмы

Объем — свойственная любой пространственной фигуре величина, которая численно отражает часть пространства, заключенного между поверхностями рассматриваемого объекта. Объем призмы может быть рассчитан по следующей общей формуле:

То есть произведение высоты на площадь основания даст искомое значение V. Поскольку у прямой призмы основания равны, то для определения площади So можно брать любое из них.

Преимущество использования приведенной выше формулы именно для прямой призмы в сравнении с другими ее видами заключается в том, что высоту фигуры найти очень просто, так как она совпадает с длиной бокового ребра.

Площадь боковой поверхности

Удобно рассчитывать не только объем для прямой фигуры рассматриваемого класса, но также ее боковую поверхность. Действительно, любая ее боковая сторона — это либо прямоугольник, либо квадрат. Как вычислить площадь этих плоских фигур, знает каждый школьник, для этого необходимо умножить смежные стороны друг на друга.

Предположим, что в основании призмы лежит произвольный n-угольник, стороны которого равны ai. Индекс i пробегает значения от 1 до n. Площадь одного прямоугольника вычисляется так:

Площадь поверхности боковой Sb нетрудно вычислить, если сложить все площади Si прямоугольников. В таком случае получаем конечную формулу для Sb прямой призмы:

Sb = h*∑i=1n(ai) = h*Po.

Таким образом, чтобы определить площадь боковой поверхности для прямой призмы, необходимо умножить ее высоту на периметр одного основания.

Задача с треугольной призмой

Предположим, что задана прямая призма. Основание — прямоугольный треугольник. Катеты этого треугольника равны 12 см и 8 см. Необходимо рассчитать объем фигуры и ее полную площадь, если высота призмы составляет 15 см.

Для начала вычислим объем прямой призмы. Треугольник (прямоугольный), находящийся в ее основаниях, имеет площадь:

So = a1*a2/2 = 12*8/2 = 48 см2.

Как можно догадаться, a1 и a2 в этом равенстве являются катетами. Зная площадь основания и высоту (см. условие задачи), можно воспользоваться формулой для V:

V = So*h = 48*15 = 720 см3.

Полная площадь фигуры образована двумя частями: площадями оснований и боковой поверхностью. Площади двух оснований равны:

S2o = 2*So = 48*2 = 96 см2.

Для вычисления площади боковой поверхности необходимо знать периметр прямоугольного треугольника. Вычислим по теореме Пифагора его гипотенузу a3, имеем:

a3 = √(a12 + a22) = √(122 + 82) = 14,42 см.

Тогда периметр треугольника основания прямой призмы составит:

P = a1 + a2 + a3 = 12 + 8 + 14,42 = 34,42 см.

Применяя формулу для Sb, которая была записана в предыдущем пункте, получаем:

Sb = h*P = 15*34,42 = 516,3 см.

Сложив площади S2o и Sb, мы получим полную площадь поверхности изучаемой геометрической фигуры:

S = S2o + Sb = 96 + 516,3 = 612,3 см2.

Треугольная призма, которую изготавливают из специальных видов стекла, применяется в оптике при изучении спектров излучающих свет объектов. Такие призмы способны разлагать свет на составляющие частоты благодаря явлению дисперсии.