Површина и запремина призме

Решени задаци.

Задаци


Текст задатака објашњених у видео лекцији:

Пр.1)   Израчунати површину и запремину коцке чија је ивица 7cm.

Пр.2)   Израчунати површину и запремину правилне четворостране

           призме чија је површина основе 36cm2c{m^2}, а дијагонала

           бочне стране је 10cm.

Пр.3)   Дијагонала правилне четворостране призме је 15cm, а дијагонала

           основе је 12cm. Израчунати површину и запремину те призме.

Пр.4)   Израчунати површину и запремину правилен тростране призме

           чија је висина 12cm, а површина круга уписаног у основу 6πcm26\pi c{m^2}.

Пр.5)   Дужа просторна дијагонала правилне шестостране призме је 20cm

            и нагнута је према равни основе под углом од 60∘{60^ \circ }.

            Израчунати површину и запремину те призме.


Пр.1)   

653 png

a=7cm‾P,V=?P=6a2P=6⋅72P=6⋅49P=294cm2V=a3V=73V=343cm3\begin{aligned}&\underline {a = 7cm} \\ &P,V = ? \\ & \\ &\begin{array}{cccccccccccccccccccc} \begin{aligned}&P = 6{a^2} \\ &P = 6 \cdot {7^2} \\ &P = 6 \cdot 49 \\ &P = 294c{m^2}\end{aligned} &{}&\begin{aligned}&V = {a^3} \\ &V = {7^3} \\ &V = 343c{m^3}\end{aligned} \end{array}\end{aligned}

Пр.2)  

654 png

B=36cm2d=10cm‾P,V=?B=a236=a2a=6cmd2=H2+a2102=H2+62100=H2+36H2=64H=8cmV=B⋅HV=36⋅8V=288cm3M=4aHM=4⋅6⋅8M=192cm2P=2B+MP=2⋅36+192P=264cm2\begin{aligned}&B = 36c{m^2} \\ &\underline {d = 10cm} \\ &P,V = ? \\ & \\ &B = {a^2} \\ &36 = {a^2} \\ &a = 6cm \\ & \\ &{d^2} = {H^2} + {a^2} \\ &{10^2} = {H^2} + {6^2} \\ &100 = {H^2} + 36 \\ &{H^2} = 64 \\ &H = 8cm \\ & \\ &V = B \cdot H \\ &V = 36 \cdot 8 \\ &V = 288c{m^3} \\ & \\ &M = 4aH \\ &M = 4 \cdot 6 \cdot 8 \\ &M = 192c{m^2} \\ & \\ &P = 2B + M \\ &P = 2 \cdot 36 + 192 \\ &P = 264c{m^2}\end{aligned}

Пр.3)  

655 png

D=15cmd=12cm‾P,V=?D2=d2+H2152=122+H2225=144+H2H2=225−144H2=81H=9cmd=a212=a2a=122=1222=62cmB=a2B=(62)2B=72cm2M=4aHM=4⋅62⋅9M=2162cm2P=2B+MP=2⋅72+2162P=264cm2V=B⋅HV=72⋅9V=648cm3\begin{aligned}&D = 15cm \\ &\underline {d = 12cm} \\ &P,V = ? \\ & \\ &{D^2} = {d^2} + {H^2} \\ &{15^2} = {12^2} + {H^2} \\ &225 = 144 + {H^2} \\ &{H^2} = 225 - 144 \\ &{H^2} = 81 \\ &H = 9cm \\ & \\ &d = a\sqrt 2 \\ &12 = a\sqrt 2 \\ &a = \frac{{12}}{{\sqrt 2 }} = \frac{{12\sqrt 2 }}{2} = 6\sqrt 2 cm \\ &B = {a^2} \\ &B = {\left( {6\sqrt 2 } \right)^2} \\ &B = 72c{m^2} \\ & \\ &M = 4aH \\ &M = 4 \cdot 6\sqrt 2 \cdot 9 \\ &M = 216\sqrt 2 c{m^2} \\ & \\ &P = 2B + M \\ &P = 2 \cdot 72 + 216\sqrt 2 \\ &P = 264c{m^2} \\ & \\ &V = B \cdot H \\ &V = 72 \cdot 9 \\ &V = 648c{m^3}\end{aligned}

Пр.4)   

634 png

Puk=16πcm2H=12cm‾P,V=?Puk=ru2π16π=ru2πru2=16ru=4cmru=a364=a36a3=24a=83cmB=a234B=(83)234B=483cm2M=3aHM=3⋅83⋅12M=2883cm2P=2B+MP=2⋅483+2883P=3843cm2V=B⋅HV=483⋅12V=5763cm3\begin{aligned}&{P_{uk}} = 16\pi c{m^2} \\ &\underline {H = 12cm} \\ &P,V = ? \\ & \\ &{P_{uk}} = {r_u}^2\pi \\ &16\pi = {r_u}^2\pi \\ &{r_u}^2 = 16 \\ &{r_u} = 4cm \\ & \\ &{r_u} = \frac{{a\sqrt 3 }}{6} \\ &4 = \frac{{a\sqrt 3 }}{6} \\ &a\sqrt 3 = 24 \\ &a = 8\sqrt 3 cm \\ & \\ &B = \frac{{{a^2}\sqrt 3 }}{4} \\ &B = \frac{{{{\left( {8\sqrt 3 } \right)}^2}\sqrt 3 }}{4} \\ &B = 48\sqrt 3 c{m^2} \\ & \\ &M = 3aH \\ &M = 3 \cdot 8\sqrt 3 \cdot 12 \\ &M = 288\sqrt 3 c{m^2} \\ & \\ &P = 2B + M \\ &P = 2 \cdot 48\sqrt 3 + 288\sqrt 3 \\ &P = 384\sqrt 3 c{m^2} \\ & \\ &V = B \cdot H \\ &V = 48\sqrt 3 \cdot 12 \\ &V = 576\sqrt 3 c{m^3}\end{aligned}

Пр.5)   

656 png

D=20cmα=60∘‾P,V=?D=2dv=2⋅2a20=4aa=5cmH=D32H=2032H=103cmB=6⋅a234B=6⋅5234B=6⋅2534B=7532cm2M=6aHM=6⋅5⋅103M=3003cm2P=2B+MP=2⋅7532+3003P=753+3003P=3753cm2V=B⋅HV=7532⋅103V=375⋅3V=1125cm3\begin{aligned}&D = 20cm \\ &\underline {\alpha = {{60}^ \circ }} \\ &P,V = ? \\ & \\ &D = 2{d_v} = 2 \cdot 2a \\ &20 = 4a \\ &a = 5cm \\ &H = \frac{{D\sqrt 3 }}{2} \\ &H = \frac{{20\sqrt 3 }}{2} \\ &H = 10\sqrt 3 cm \\ & \\ &B = 6 \cdot \frac{{{a^2}\sqrt 3 }}{4} \\ &B = 6 \cdot \frac{{{5^2}\sqrt 3 }}{4} \\ &B = 6 \cdot \frac{{25\sqrt 3 }}{4} \\ &B = \frac{{75\sqrt 3 }}{2}c{m^2} \\ & \\ &M = 6aH \\ &M = 6 \cdot 5 \cdot 10\sqrt 3 \\ &M = 300\sqrt 3 c{m^2} \\ & \\ &P = 2B + M \\ &P = 2 \cdot \frac{{75\sqrt 3 }}{2} + 300\sqrt 3 \\ &P = 75\sqrt 3 + 300\sqrt 3 \\ &P = 375\sqrt 3 c{m^2} \\ & \\ &V = B \cdot H \\ &V = \frac{{75\sqrt 3 }}{2} \cdot 10\sqrt 3 \\ &V = 375 \cdot 3 \\ &V = 1125c{m^3}\end{aligned}

Површина призме је P=2B+MP = 2B + M, а запремина V=B⋅HV = B \cdot H. За обе формуле треба вам основна ивица aa и висина HH, па задатак обично почиње тражењем онога што недостаје. Помажу правоугли троуглови: дијагонала бочне стране је хипотенуза троугла са катетама aa и HH, а просторна дијагонала DD хипотенуза троугла са катетама dd (дијагонала основе) и HH.

Ако дијагонала са основом гради угао од 60∘60^\circ, она је два пута дужа од своје пројекције на основу. Код правилне тростране призме уписани круг основе има ru=a36r_u = \frac{a\sqrt{3}}{6}. Површина се изражава у cm², а запремина у cm³: не мешајте јединице.

aH
30 cm
40 cm
Дијагонала бочне стране
50 cm
Површина P
6600 cm²
Запремина V
36 l
За a=30a = 30 cm и H=40H = 40 cm дијагонала бочне стране је 50 cm. Повећајте висину: запремина расте исто толико пута колико и висина, а површина спорије, јер се основе не мењају.

Столари и мајстори за намештај истовремено рачунају колико материјала иде на кутију или ормар (површина) и колико у њу стаје (запремина).

Дрвени сандук за алат

Столар у Ваљеву прави затворен дрвени сандук облика правилне четворостране призме. Дно је квадрат странице 30 cm, а дијагонала бочне стране је 50 cm. Колико квадратних метара даске треба за сандук и колико литара стаје у њега?

Решење

  1. Бочна страна је правоугаоник a×Ha \times H: H2=502−302=2500−900=1600H^2 = 50^2 - 30^2 = 2500 - 900 = 1600, па је H=40H = 40 cm.
  2. B=a2=900B = a^2 = 900 cm², M=4aH=4⋅30⋅40=4800M = 4aH = 4 \cdot 30 \cdot 40 = 4800 cm².
  3. P=2B+M=1800+4800=6600P = 2B + M = 1800 + 4800 = 6600 cm², што је 0,66 m².
  4. V=B⋅H=900⋅40=36 000V = B \cdot H = 900 \cdot 40 = 36\,000 cm³ =36= 36 dm³.

Одговор: За сандук треба 0,66 m² даске, а у њега стаје 36 l.

Задатак за вежбу

Израчунајте површину и запремину правилне тростране призме чија је основна ивица 6 cm, а висина 10 cm.

Прикажи решење

B=3634=93B = \frac{36\sqrt{3}}{4} = 9\sqrt{3} cm², M=3⋅6⋅10=180M = 3 \cdot 6 \cdot 10 = 180 cm², P=183+180≈211,2P = 18\sqrt{3} + 180 \approx 211{,}2 cm², V=93⋅10=903≈155,9V = 9\sqrt{3} \cdot 10 = 90\sqrt{3} \approx 155{,}9 cm³.