Пирамида – дефиниције и особине

Дефиниције и формуле илустроване једноставним примерима.

Задаци


ПИРАМИДА

Полиедар чија је једнa страна (основа) многоугао а све остале (бочне) стране троуглови чије је једно теме заједничко зове се пирамида.

Посматрај слику

 320

– Тачка S се зове врх пирамиде;

– ивице AB, BC, CD, DA – основне ивице;

– ивице SA, SB, SC, SD– бочне ивице;

– дуж SS´ где је S´ ортогонална пројекција тачке S на раван основе је висина пирамиде.

Висина h једне од бочних страна, рецимо SBC, зове се апотема.

Правилна пирамида је пирамида чија је основа правилан многоугао и ако je ортогонална пројекција тачке S врхa пирамиде на раван основе центар тог многоугла.

Образац за рачунање површине пирамиде је

 P=B+MP = B + M

Образац за рачунање запремине пирамиде је

 V=13B⋅HV = \frac{1}{3}B \cdot H

Ознаке:

  • BB - површина основе
  • MM - површина омотача
  • HH - висина пирамиде

Правилна тространа пирамида: (основа – једнакостранични троугао, странице – једнакокраки троуглови)

 321

Обратите пажњу на правоугле троуглове унутар пирамиде – помоћу њих коришћењем Питагорине теореме можете рачунати непознате величине!!!

 h2=H2+r2s2=H2+R2\begin{aligned}&{h^2} = {H^2} + {r^2} \\ &{s^2} = {H^2} + {R^2}\end{aligned}

Правилна четворострана пирамида: (основа – квадрат, странице – једнакокраки троуглови)

 322

Обратите пажњу на правоугле троуглове унутар пирамиде – помоћу њих коришћењем Питагорине теореме можете рачунати непознате величине!!!

 h2=H2+(a2)2s2=H2+(a22)2\begin{aligned}&{h^2} = {H^2} + {\left( {\frac{a}{2}} \right)^2} \\ &{s^2} = {H^2} + {\left( {\frac{{a\sqrt 2 }}{2}} \right)^2}\end{aligned}

Правилна шестострана пирамида: (основа – шестоугао, странице – једнакокраки троуглови)

 323

Обратите пажњу на правоугле троуглове унутар пирамиде – помоћу њих коришћењем Питагорине теореме можете рачунати непознате величине!!!

 h2=H2+(a32)2s2=H2+a2\begin{aligned}&{h^2} = {H^2} + {\left( {\frac{{a\sqrt 3 }}{2}} \right)^2} \\ &{s^2} = {H^2} + {a^2}\end{aligned}


Пирамида има једну основу, многоугао, и бочне стране, троуглове са заједничким врхом. Висина HH је растојање врха од равни основе, а апотема hh је висина бочне стране. Површина је P=B+MP = B + M, а запремина V=13B⋅HV = \frac{1}{3}B \cdot H, трећина запремине призме са истом основом и висином.

Код правилне пирамиде непознате величине налазите Питагорином теоремом у правоуглим троугловима унутар ње. За правилну четворострану пирамиду са основном ивицом aa и бочном ивицом ss важи h2=H2+(a2)2h^2 = H^2 + \left(\frac{a}{2}\right)^2 и s2=H2+(a22)2s^2 = H^2 + \left(\frac{a\sqrt{2}}{2}\right)^2, а површина је P=a2+2ahP = a^2 + 2ah. Најчешћа грешка је мешање висине пирамиде HH и апотеме hh.

Hha/2
6 m
4 m
Апотема h
5 m
Омотач M
60 m²
Запремина V
48 m³
Висина HH, половина ивице a2\frac{a}{2} и апотема hh граде правоугли троугао. За a=6a = 6 и H=4H = 4 апотема је тачно 5, као у примеру. Повећајте само висину и посматрајте како апотема и омотач расту.

Формуле за пирамиду користе кровопокривачи и лимари кад процењују лим или цреп за шиљате кровове кула и надстрешница, а архитекте кад пројектују стаклене кровове и декоративне облике.

Лимени кров куле

Кров куле има облик правилне четворостране пирамиде са основном ивицом 6 m и висином 4 m. Колико квадратних метара лима је потребно за кров?

Решење

  1. Лим покрива само бочне стране, то јест омотач MM. За њега нам треба апотема hh.
  2. Висина H=4H = 4 m, половина ивице a2=3\frac{a}{2} = 3 m и апотема чине правоугли троугао: h=42+32=25=5h = \sqrt{4^2 + 3^2} = \sqrt{25} = 5 m.
  3. Једна бочна страна има површину a⋅h2=6⋅52=15\frac{a \cdot h}{2} = \frac{6 \cdot 5}{2} = 15 m².
  4. Омотач чине четири такве стране: M=4⋅15=60M = 4 \cdot 15 = 60 m².

Одговор: За кров куле потребно је 60 m² лима.

Задатак за вежбу

Сувенир има облик правилне четворостране пирамиде са основном ивицом 10 cm и висином 12 cm. Израчунајте његову површину и запремину.

Прикажи решење

h=122+52=13h = \sqrt{12^2 + 5^2} = 13 cm, P=a2+2ah=100+260=360P = a^2 + 2ah = 100 + 260 = 360 cm², V=13a2H=13⋅100⋅12=400V = \frac{1}{3}a^2H = \frac{1}{3} \cdot 100 \cdot 12 = 400 cm³.