Здравствуйте, в этой статье мы постараемся ответить на вопрос: «Призма в геометрии — определение, формулы и примеры». Если у Вас нет времени на чтение или статья не полностью решает Вашу проблему, можете получить онлайн консультацию квалифицированного юриста в форме ниже.
Призма — это любой многогранник, стороны которого имеют форму параллелограмма. Также у его основания может появиться любой многогранник — от треугольника до n-угольника. Кроме того, основания призм всегда совпадают. Это не касается боковых граней — они могут существенно различаться по размеру.
При устранении неисправностей встречается не только область основания призмы. Может потребоваться знание боковой поверхности, т.е всех граней, не являющихся основанием. Вся поверхность уже будет объединением всех граней, составляющих призму.
Иногда в задачи входит высота. Он перпендикулярен основаниям. Диагональ многогранника — это отрезок, который попарно соединяет две вершины, не принадлежащие одной грани.
Следует отметить, что площадь основания прямой или наклонной призмы не зависит от угла между ними и боковыми гранями. Если у них одинаковые формы на верхнем и нижнем краях, их области будут одинаковыми.
Призмой является любой многогранник, боковые стороны которого имеют вид параллелограмма. При этом в ее основании может оказаться любой многогранник – от треугольника до n-угольника. Причем основания призмы всегда равны друг другу. Что не относится к боковым граням — они могут существенно различаться по размерам.
При решении задач встречается не только площадь основания призмы. Может потребоваться знание боковой поверхности, то есть всех граней, которые не являются основаниями. Полной поверхностью уже будет объединение всех граней, которые составляют призму.
Иногда в задачах фигурирует высота. Она является перпендикуляром к основаниям. Диагональю многогранника является отрезок, который соединяет попарно две любые вершины, не принадлежащие одной грани.
Следует отметить, что площадь основания прямой призмы или наклонной не зависит от угла между ними и боковыми гранями. Если у них одинаковые фигуры в верхней и нижней гранях, то их площади будут равными.
Мы разобрали, как найти площадь основания призмы. Боковая поверхность этой фигуры всегда состоит из параллелограммов. Для прямых призм параллелограммы становятся прямоугольниками, поэтому суммарную их площадь вычислить легко:
S = ∑i=1n(ai*b)
Здесь b — длина бокового ребра, ai — длина стороны i-го прямоугольника, которая совпадает с длиной стороны n-угольника. В случае правильной n-угольной призмы получаем простое выражение:
S = n*a*b
Если призма является наклонной, тогда для определения площади ее боковой поверхности следует сделать перпендикулярный срез, рассчитать его периметр Psr и умножить его на длину бокового ребра.
Площадь поверхности призмы, онлайн расчет
Геометрические фигуры. Правильная пирамида.
Призмой является любой многогранник, боковые стороны которого имеют вид параллелограмма. При этом в ее основании может оказаться любой многогранник — от треугольника до n-угольника. Причем основания призмы всегда равны друг другу. Что не относится к боковым граням — они могут существенно различаться по размерам.
При решении задач встречается не только площадь основания призмы. Может потребоваться знание боковой поверхности, то есть всех граней, которые не являются основаниями. Полной поверхностью уже будет объединение всех граней, которые составляют призму.
Иногда в задачах фигурирует высота. Она является перпендикуляром к основаниям. Диагональю многогранника является отрезок, который соединяет попарно две любые вершины, не принадлежащие одной грани.
Следует отметить, что площадь основания прямой призмы или наклонной не зависит от угла между ними и боковыми гранями. Если у них одинаковые фигуры в верхней и нижней гранях, то их площади будут равными.
№ 1. Дана правильная прямая Ее диагональ равна 22 см, высота многогранника — 14 см. Вычислить площадь основания призмы и всей поверхности.
Решение. Основанием призмы является квадрат, но его сторона не известна. Найти ее значение можно из диагонали квадрата (х), которая связана с диагональю призмы (d) и ее высотой (н). х 2 = d 2 — н 2 . С другой стороны, этот отрезок «х» является гипотенузой в треугольнике, катеты которого равны стороне квадрата. То есть х 2 = а 2 + а 2 . Таким образом получается, что а 2 = (d 2 — н 2)/2.
Подставить вместо d число 22, а «н» заменить его значением — 14, то получается, что сторона квадрата равна 12 см. Теперь просто узнать площадь основания: 12 * 12 = 144 см 2 .
Чтобы узнать площадь всей поверхности, нужно сложить удвоенное значение площади основания и учетверенную боковую. Последнюю легко найти по формуле для прямоугольника: перемножить высоту многогранника и сторону основания. То есть 14 и 12, это число будет равно 168 см 2 . Общая площадь поверхности призмы оказывается 960 см 2 .
Ответ. Площадь основания призмы равна 144 см 2 . Всей поверхности — 960 см 2 .
№ 2. Дана В основании лежит треугольник со стороной 6 см. При этом диагональ боковой грани составляет 10 см. Вычислить площади: основания и боковой поверхности.
Решение. Так как призма правильная, то ее основанием является равносторонний треугольник. Поэтому его площадь оказывается равна 6 в квадрате, умноженному на ¼ и на корень квадратный из 3. Простое вычисление приводит к результату: 9√3 см 2 . Это площадь одного основания призмы.
Все боковые грани одинаковые и представляют собой прямоугольники со сторонами 6 и 10 см. Чтобы вычислить их площади, достаточно перемножить эти числа. Потом умножить их на три, потому что боковых граней у призмы именно столько. Тогда площадь боковой поверхности оказывается раной 180 см 2 .
Ответ. Площади: основания — 9√3 см 2 , боковой поверхности призмы — 180 см 2 .
Это самые распространенные объемные фигуры среди остальных подобных, которые встречаются в быту и природе. Изучением их свойств занимается стереометрия, или пространственная геометрия. В данной статье раскроем вопрос о том, как можно найти площадь боковой поверхности правильной треугольной призмы, а также четырехугольной и шестиугольной.
Указания к решению задач
При решении задач на тему «правильная четырехугольная призма » подразумевается, что:
Правильная призма — призма в основании которой лежит правильный многоугольник, а боковые ребра перпендикулярны плоскостям основания. То есть правильная четырехугольная призма содержит в своем основании квадрат . (см. выше свойства правильной четырехугольной призмы) Примечание . Это часть урока с задачами по геометрии (раздел стереометрия — призма). Здесь размещены задачи, которые вызывают трудности при решении. Если Вам необходимо решить задачу по геометрии, которой здесь нет — пишите об этом в форуме . Для обозначения действия извлечения квадратного корня в решениях задач используется символ √ .
Призма представляет собой две конгруэнтные n-угольные грани, лежащие в параллельных плоскостях и n-количество граней-параллелограммов, которые расположены на сторонах n-угольника. Простыми словами, если в основании призмы лежит квадрат, то фигура превращается в куб. Если пентагон, то в пятиугольную призму, если гексагон — в шестиугольную. Если же количество сторон многоугольника, лежащего в основании, стремится к бесконечности, то фундамент призмы превращается в круг, а сама фигура трансформируется в цилиндр. Таким образом, призма — это частный случай некругового цилиндра.
Призмы имеют большое распространение в реальной жизни. В отличие от конусов или тетраэдров, призматическую форму имеет огромное количество предметов, вещей или деталей. К примеру, кирпич — это призма, кирпичное помещение с параллельными стенами — тоже призма, любое здание, состоящее из этих помещений — призматическая фигура. И даже мебель в этих зданиях имеет геометрию призмы. Наш мир состоит из разных призм, поэтому формула определения поверхности фигуры может вам понадобиться во многих жизненных ситуациях.
Площадь поверхности призмы
Площадь правильной призматической фигуры — это сумма всех площадей боковых поверхностей, а также нижнего и верхнего оснований. Площадь боковой поверхности находится как сумма площадей параллелограммов:
где n — количество граней, a — сторона параллелограмма, а h — его высота.
Площадь оснований вычисляется по формулам расчета площадей соответствующих многоугольников. К примеру, если в основании призмы лежит равносторонний треугольник, то
а если правильный шестиугольник, то
Так как призма имеет два одинаковых основания, то формула общей площади поверхности фигуры принимает вид:
Если вам необходимо найти площадь поверхности правильной призматической фигуры, то воспользуйтесь нашим онлайн-калькулятором. Для вычисления вам понадобится ввести три переменных:
Рассмотрим примеры использования данной формулы в реальной жизни.
Каковы две формулы для определения объема прямоугольной призмы?
Примените формулы V = л × ш × ч и V = б × ч для прямоугольных призм, чтобы найти объемы правильных прямоугольных призм с целочисленными длинами ребер в контексте решения реальных и математических задач.
Какими двумя способами можно найти объем прямоугольной призмы? Чтобы найти объем прямоугольной призмы, умножьте длину, ширину и высоту.
Как найти площадь поверхности прямоугольного параллелепипеда?
Площадь поверхности прямоугольного параллелепипеда можно вычислить по формуле суммирование площадей шести граней. Противоположные грани прямоугольного параллелепипеда представляют собой прямоугольники одинакового размера, поэтому найдите общую площадь трех разных граней, а затем удвойте, чтобы найти общую площадь поверхности.
Какова площадь поверхности призмы? Площадь поверхности призмы определяется как S = (2 × площадь основания) + (периметр основания × высота) где «S» — площадь поверхности призмы.
Как найти площадь основания призмы
Под объемом многогранника понимают часть пространства, которая заключена между его гранями. Для вычисления объема произвольного вида призмы необходимо воспользоваться той же самой формулой, что и для объема цилиндра. Она имеет следующий вид:
V = So*h
Несмотря на простоту этого выражения, расчет может осложняться тем, что сначала нужно вычислить высоту и площадь основания. Для наклонной призмы с неправильным выпуклым или вогнутым основанием эта задача не является тривиальной и не имеет общего решения. В таком случае следует воспользоваться общим подходом: зная двугранный угол при основании и одну из диагоналей основания или боковое ребро, можно вычислить высоту фигуры; площадь многоугольного основания складывается из площадей элементарных фигур, формулы для которых известны.
Определение призмы в геометрии звучит следующим образом: это пространственная фигура, состоящая из двух одинаковых n-угольников, расположенных в параллельных плоскостях, соединенных друг с другом своими вершинами.
Получить призму не представляет никакого труда. Представим, что есть два одинаковых n-угольника, где n — это число сторон или вершин. Поместим их так, чтобы они были друг другу параллельны. После этого вершины одного многоугольника следует соединить с соответствующими вершинами другого. Образованная фигура будет состоять из двух n-угольных сторон, которые называются основаниями, и n четырехугольных сторон, представляющих собой в общем случае параллелограммы. Совокупность параллелограммов образует боковую поверхность фигуры.
Существует еще один способ геометрического получения рассматриваемой фигуры. Так, если взять n-угольник и совершить его перенос в другую плоскость при помощи параллельных отрезков равной длины, то в новой плоскости мы получим исходный многоугольник. Оба многоугольника и все параллельные отрезки, проведенные из их вершин, образуют призму.
Рисунок выше демонстрирует Так она называется потому, что ее основания представляют собой треугольники.
Выше было дано определение призмы, из которого понятно, что главными элементами фигуры являются ее грани или стороны, ограничивающие все внутренние точки призмы от внешнего пространства. Любая грань рассматриваемой фигуры принадлежит к одному из двух типов:
- боковая;
- основания.
Боковых n штук, и они являются параллелограммами или их частными видами (прямоугольниками, квадратами). В общем случае боковые грани отличаются друг от друга. Граней основания всего две, они представляют собой n-угольники и друг другу равны. Таким образом, всякая призма имеет n+2 стороны.
Помимо сторон, фигура характеризуется своими вершинами. Они представляют собой точки, где соприкасаются одновременно три грани. Причем две из трех граней всегда принадлежат боковой поверхности, а одна — основанию. Таким образом, в призме нет специально выделенной одной вершины, как, например, в пирамиде, все они являются равноправными. Число вершин фигуры равно 2*n (по n штук для каждого основания).
Наконец, третьим важным элементом призмы являются ее ребра. Это отрезки определенной длины, которые образуются в результате пересечения сторон фигуры. Как и грани, ребра также имеют два разных типа:
- либо образованы только боковыми сторонами;
- либо возникают на стыке параллелограмма и стороны n-угольного основания.
Число ребер, таким образом, равно 3*n, причем 2*n из них относятся ко второму из названных типов.
Выделяют несколько способов классификации призм. Однако все они основаны на двух особенностях фигуры:
- на типе n-угольного основания;
- на типе боковой стороны.
Для начала обратимся ко второй особенности и дадим определение и прямой. Если хотя бы одна боковая сторона является параллелограммом общего типа, то фигура называется наклонной, или косоугольной. Если же все параллелограммы представляют собой прямоугольники или квадраты, то призма будет прямой.
Дать определение можно также несколько иначе: прямая фигура — это та призма, у которой боковые ребра и грани перпендикулярны ее основаниям. На рисунке показаны две четырехугольные фигуры. Левая является прямой, правая — наклонной.
Для описания размеров рассматриваемых фигур используют следующие параметры:
- высота;
- стороны основания;
- длины боковых ребер;
- объемные диагонали;
- диагонали боковых сторон и оснований.
Для правильных призм все названные величины связаны друг с другом. Например, длины боковых ребер одинаковы и равны высоте. Для конкретной n-угольной правильной фигуры существуют формулы, позволяющие по двум любым линейным параметрам определить все остальные.
В оптике призмой называют объект в форме геометрического тела (призмы), выполненный из прозрачного материала. Свойства призм широко используются в оптике, в частности, в биноклях. В призматических биноклях применяются двойная призма Порро и призма Аббе, названные так в честь своих изобретателей. Эти призмы за счет особой структуры и расположения создают тот или иной оптический эффект.
Призма Порро — это призма, в основании которой лежит равнобедренный треугольник. Двойная призма Порро создается благодаря особому расположению в пространстве двух призм Порро. Двойная призма Порро позволяет переворачивать изображение, увеличивать оптическое расстояние между объективом и окуляром, сохраняя внешние габариты.
Призма Аббе — это призма, в основании которой лежит треугольник с углами — 30 о, 60 о, 90 о. призма Аббе используется, когда необходимо перевернуть изображение без отклонения линии взгляда на объект.
Общие сведения о прямой призме
Боковой поверхностью призмы (точнее, площадью боковой поверхности) называется сумма площадей боковых граней. Полная поверхность призмы равна сумме боковой поверхности и площадей оснований.
Теорема 19.1. Боковая поверхность прямой призмы равна произведению периметра основания на высоту призмы, т. е. на длину бокового ребра.
Доказательство. Боковые грани прямой призмы — прямоугольники. Основания этих прямоугольников являются сторонами многоугольника, лежащего в основании призмы, а высоты равны длине боковых ребер. Отсюда следует, что боковая поверхность призмы равна
S = a 1 l + a 2 l + … + a n l = pl,
где a 1 ,а n — длины ребер основания, р — периметр основания призмы, а I — длина боковых ребер. Теорема доказана.