Површина пирамиде

Дефиниције, формуле, решени задаци.

Задаци


Текст задатака објашњених у видео лекцији.

Пр.1)   Израчунати површину правилне четворостране пирамиде чија је

           основна ивица 6 cm, а апотема 9 cm.

Пр.2)   Израчунати површину правилне четворостране пирамиде чија је

           основна ивица 10 cm, а бочна ивица 13cm.

Пр.3)   Површина основе правилне четворостране пирамиде је 144 cm2c{m^2},

           а висина пирамиде је 8cm. Израчунати површину.

Пр.4)   Површина правилне четворостране пирамиде је 84cm2c{m^2}, а

           површина омотача је 48cm2c{m^2}. Израчунати бочну ивицу и

           висину пирамиде.

Пр.5)   Површина омотача правилне четворостране пирамиде је 432cm2c{m^2},

           а основна и бочна ивица су у размери 6:5. Израчунати површину

           те пирамиде.


Пр.1)

   692 jpg

a=6cmh=9cm‾P=?P=B+MB=a2=62=36cm2M=4⋅a⋅h2=4⋅6⋅92=108cm2P=36+108=144cm2\begin{aligned}&a = 6cm \\ &\underline {h = 9cm} \\ &P = ? \\ &P = B + M \\ &B = {a^2} = {6^2} = 36c{m^2} \\ &M = 4 \cdot \frac{{a \cdot h}}{2} = 4 \cdot \frac{{6 \cdot 9}}{2} = 108c{m^2} \\ &P = 36 + 108 = 144c{m^2}\end{aligned}

Пр.2)

   693 jpg

a=10cms=13cm‾P=?s2=h2+(a2)2132=h2+(102)2132=h2+(5)2169=h2+25h2=169−25h2=144h=12cmB=a2B=102=100cm2M=4⋅a⋅h2=4⋅10⋅122=240cm2P=B+MP=100+240=340cm2\begin{aligned}&a = 10cm \\ &\underline {s = 13cm} \\ &P = ? \\ & \\ &{s^2} = {h^2} + {\left( {\frac{a}{2}} \right)^2} \\ &{13^2} = {h^2} + {\left( {\frac{{10}}{2}} \right)^2} \\ &{13^2} = {h^2} + {\left( 5 \right)^2} \\ &169 = {h^2} + 25 \\ &{h^2} = 169 - 25 \\ &{h^2} = 144 \\ &h = 12cm \\ & \\ &B = {a^2} \\ &B = {10^2} = 100c{m^2} \\ &M = 4 \cdot \frac{{a \cdot h}}{2} = 4 \cdot \frac{{10 \cdot 12}}{2} = 240c{m^2} \\ & \\ &P = B + M \\ &P = 100 + 240 = 340c{m^2}\end{aligned}

Пр.3) 

696 jpg

B=144cm2H=8cm‾P=?P=B+MM=4a⋅h2B=a2144=a2a=12cmh2=H2+(a2)2h2=82+(122)2h2=64+36h2=100h=10cmM=412⋅102=240cm2P=B+M=144+240=384cm2\begin{aligned}&B = 144c{m^2} \\ &\underline {H = 8cm} \\ &P = ? \\ & \\ &P = B + M \\ & \\ &M = 4\frac{{a \cdot h}}{2} \\ &B = {a^2} \\ &144 = {a^2} \\ &a = 12cm \\ & \\ &{h^2} = {H^2} + {\left( {\frac{a}{2}} \right)^2} \\ &{h^2} = {8^2} + {\left( {\frac{{12}}{2}} \right)^2} \\ &{h^2} = 64 + 36 \\ &{h^2} = 100 \\ &h = 10cm \\ & \\ &M = 4\frac{{12 \cdot 10}}{2} = 240c{m^2} \\ & \\ &P = B + M = 144 + 240 = 384c{m^2}\end{aligned}

Пр.4)   

697 jpg

P=84cm2M=48cm2‾s,H=?P=B+M84=B+48B=84−48=36cm2B=a236=a2a=36=6cmM=4a⋅h248=46⋅h248=12⋅hh=48:12=4cmh2=H2+(a2)242=H2+(62)216=H2+9H2=16−9=7H=7cms2=h2+(a2)2s2=42+(62)2s2=16+9s2=25s=5cm\begin{aligned}&P = 84c{m^2} \\ &\underline {M = 48c{m^2}} \\ &s,H = ? \\ & \\ &P = B + M \\ &84 = B + 48 \\ &B = 84 - 48 = 36c{m^2} \\ & \\ &B = {a^2} \\ &36 = {a^2} \\ &a = \sqrt {36} = 6cm \\ & \\ &M = 4\frac{{a \cdot h}}{2} \\ &48 = 4\frac{{6 \cdot h}}{2} \\ &48 = 12 \cdot h \\ &h = 48:12 = 4cm \\ & \\ &{h^2} = {H^2} + {\left( {\frac{a}{2}} \right)^2} \\ &{4^2} = {H^2} + {\left( {\frac{6}{2}} \right)^2} \\ &16 = {H^2} + 9 \\ &{H^2} = 16 - 9 = 7 \\ &H = \sqrt 7 cm \\ & \\ &{s^2} = {h^2} + {\left( {\frac{a}{2}} \right)^2} \\ &{s^2} = {4^2} + {\left( {\frac{6}{2}} \right)^2} \\ &{s^2} = 16 + 9 \\ &{s^2} = 25 \\ &s = 5cm\end{aligned}

Пр.5)   

693 jpg

a:s=6:5a=6ks=5kM=48cm2‾P=?s2=h2+(a2)2(5k)2=h2+(6k2)225k2=h2+(3k)225k2=h2+9k2h2=16k2h=4kM=4a⋅h2432=4⋅6k⋅4k2432=48⋅6k⋅4k2432=48⋅k2k2=9k=3a=6k=6⋅3=18cmB=a2=182=324cm2P=B+M=324+432=756cm2\begin{aligned}&a:s = 6:5 \\ &a = 6k \\ &s = 5k \\ &\underline {M = 48c{m^2}} \\ &P = ? \\ & \\ &{s^2} = {h^2} + {\left( {\frac{a}{2}} \right)^2} \\ &{\left( {5k} \right)^2} = {h^2} + {\left( {\frac{{6k}}{2}} \right)^2} \\ &25{k^2} = {h^2} + {\left( {3k} \right)^2} \\ &25{k^2} = {h^2} + 9{k^2} \\ &{h^2} = 16{k^2} \\ &h = 4k \\ & \\ &M = 4\frac{{a \cdot h}}{2} \\ &432 = 4 \cdot \frac{{6k \cdot 4k}}{2} \\ &432 = 48 \cdot \frac{{6k \cdot 4k}}{2} \\ &432 = 48 \cdot {k^2} \\ &{k^2} = 9 \\ &k = 3 \\ & \\ &a = 6k = 6 \cdot 3 = 18cm \\ &B = {a^2} = {18^2} = 324c{m^2} \\ & \\ &P = B + M = 324 + 432 = 756c{m^2}\end{aligned}

Површина пирамиде је збир основе и омотача: P=B+MP = B + M, са само једном основом. Омотач правилне четворостране пирамиде чине четири подударна једнакокрака троугла са основицом aa и висином hh (апотемом), па је M=4⋅a⋅h2=2ahM = 4 \cdot \frac{a \cdot h}{2} = 2ah, а B=a2B = a^2.

Апотему често прво рачунате Питагорином теоремом: из висине пирамиде h2=H2+(a2)2h^2 = H^2 + \left(\frac{a}{2}\right)^2, а из бочне ивице h2=s2−(a2)2h^2 = s^2 - \left(\frac{a}{2}\right)^2. Кад је задата размера, на пример a:s=6:5a : s = 6 : 5, уведите a=6ka = 6k и s=5ks = 5k. Кад су задати PP и MM, основа је B=P−MB = P - M. Честа грешка је да се у омотач уврсти висина пирамиде HH уместо апотеме hh.

Hha/2a
6 m
4 m
Апотема h
5 m
Омотач M
60 m²
Површина P
96 m²
Омотач су четири троугла са основицом aa и висином hh, а не HH. Укључите мрежу: површина пирамиде је квадрат основе и та четири троугла.

Лимари и кровопокривачи из омотача пирамиде рачунају колико лима или црепа иде на пирамидални кров куле, сенице или звоника.

Лим за кров сенице

Кров дрвене сенице у парку у Сомбору има облик правилне четворостране пирамиде. Основна ивица крова је 6 m, а висина крова 4 m. Колико квадратних метара лима треба за кров?

Решење

  1. Кров нема основу, па рачунамо само омотач M=2ahM = 2ah.
  2. Апотема: h2=H2+(a2)2=42+32=25h^2 = H^2 + \left(\frac{a}{2}\right)^2 = 4^2 + 3^2 = 25, па је h=5h = 5 m.
  3. M=2ah=2⋅6⋅5=60M = 2ah = 2 \cdot 6 \cdot 5 = 60 m².
  4. Цела пирамида имала би P=B+M=36+60=96P = B + M = 36 + 60 = 96 m², али под сенице се не покрива лимом.

Одговор: За кров сенице треба 60 m² лима.

Задатак за вежбу

Израчунајте површину правилне четворостране пирамиде чија је основна ивица 16 cm, а бочна ивица 17 cm.

Прикажи решење

h2=172−82=225h^2 = 17^2 - 8^2 = 225, h=15h = 15 cm. B=256B = 256 cm², M=2⋅16⋅15=480M = 2 \cdot 16 \cdot 15 = 480 cm², P=256+480=736P = 256 + 480 = 736 cm².