что такое прямая призма

Призма и ее виды

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

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.

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

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

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:

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

Задача с треугольной призмой

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.

Источник

Призма. Прямая призма. Правильная призма. Объем призмы

Факт 1. Про произвольную призму \(A_1. A_nB_1. B_n\)
\(\bullet\) Многоугольники \(A_1. A_n, \ B_1. B_n\) – основания;
отрезки \(A_1B_1, \ A_2B_2\) и т.д. – боковые ребра;
четырехугольники \(A_1B_1B_2A_2\) и т.д. – боковые грани, представляющие собой параллелограммы.
\(\bullet\) Высота призмы – расстояние между ее основаниями, или, что то же самое, – перпендикуляр, опущенный из вершины одного основания к плоскости другого основания.
\(\bullet\) \(<\color<<\small<Объем \ призмы>>>>\) \[<\Large<\color>\cdot h>>>\] где \(S_<\text<осн>>\) – площадь основания, \(h\) – высота призмы.
\(\bullet\) Площадь боковой поверхности – сумма площадей ее боковых граней.
\(\bullet\) Площадь полной поверхности – сумма площади боковой поверхности и площадей оснований.

Факт 2. Про прямую призму
\(\bullet\) Призма называется прямой, если ее боковые ребра перпендикулярны основаниям.
\(\bullet\) Тогда:
1) боковые грани представляют собой прямоугольники;
2) боковое ребро является высотой призмы.

Факт 3. Про правильную призму
\(\bullet\) Призма называется правильной, если она прямая и ее основания – правильные многоугольники.
\(\bullet\) Тогда:
все боковые грани представляют собой равные прямоугольники.

Источник

Геометрия. 10 класс

Конспект урока

Геометрия, 10 класс

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:

Призма – многогранник, составленный из равных многоугольников, расположенных в параллельных плоскостях, и n параллелограммов.

Боковые грани – все грани, кроме оснований.

Боковые ребра – общие стороны боковых граней.

Основания призмы – равные многоугольники, расположенные в параллельных плоскостях.

Прямая призма – призма, боковые ребра которой перпендикулярны основаниям.

Правильная призма – прямая призма, в основании которой лежит правильный многоугольник.

Площадь полной поверхности призмы – сумма площадей всех ее граней.

Площадь боковой поверхности призмы – сумма площадей ее боковых граней.

Параллелепипед – призма, все грани которой – параллелограммы.

Прямоугольный параллелепипед – параллелепипед в основании которого лежит прямоугольник.

Атанасян Л. С., Бутузов В. Ф., Кадомцев С. Б. и др. Математика: алгебра и начала математического анализа,

геометрия. Геометрия. 10–11 классы : учеб. Для общеобразоват. организаций : базовый и углубл. Уровни – М. : Просвещение, 2014. – 255 с.

Открытые электронные ресурсы:

Открытый банк заданий ФИПИ http://ege.fipi.ru/

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Определение призмы. Элементы призмы.

Рассмотрим два равных многоугольника А₁А₂. А_n и В₁В₂. В_n, расположенных в параллельных плоскостях α и β соответственно так, что отрезки А₁В₁, А₂В₂. А_nВ_n, соединяющие соответственные вершины многоугольников, параллельны (рис. 1).

Дадим определение призмы. Призма – многогранник, составленный из равных многоугольников, расположенных в параллельных плоскостях, и n параллелограммов.

При этом равные многоугольники, расположенные в параллельных плоскостях, называются основаниями призмы, а параллелограммы – боковыми гранями призмы. Общие стороны боковых граней будем называть боковыми ребрами призмы.

Отметим, что все боковые ребра призмы равны и параллельны (как противоположные стороны параллелограммов).

Перпендикуляр, проведенный из какой-нибудь точки одного основания к плоскости другого основания, называется высотой призмы. Обратите внимание, что все высоты призмы равны между собой, так как основания расположены на параллельных плоскостях. Также высота призмы может лежать вне призмы (рис. 2).

Рисунок 2 – Наклонная призма

Если боковые ребра призмы перпендикулярны основаниям, то призма называется прямой. В противном случае, призма называется наклонной.

Высота прямой призмы равна ее боковому ребру.

На рисунке 3 приведены примеры прямых призм

Рисунок 3 – Виды призм.

Прямая призма называется правильной, если ее основание – правильный многоугольник. В правильной призме все боковые грани – равные прямоугольники.

Иногда четырехугольную призму, грани которой параллелограммы называют параллелепипедом. Известный вам правильный параллелепипед – это куб.

Площадь полной поверхности призмы. Площадь боковой поверхности призмы.

Площадью полной поверхности призмы (S_полн) называется сумма площадей всех ее граней, а площадью боковой поверхности (S_бок) призмы – сумма площадей ее боковых граней.

Таким образом, верно следующее равенство: S_полн= S_бок+2S_осн, то есть площадь полной поверхности есть сумма площади боковой поверхности и удвоенной площади основания.

Чему равна площадь боковой поверхности прямой призмы?

Теорема. Площадь боковой поверхности прямой призмы равна произведению периметра основания на высоту призмы.

Боковые грани прямой призмы – прямоугольники, основания которых – стороны основания призмы, а высоты равны высоте призмы – h. Площадь боковой поверхности призмы равна сумме площадей боковых граней, то есть прямоугольников. Площадь каждого прямоугольника есть произведение высоты h и стороны основания. Просуммируем эти площади и вынесем множитель h за скобки. В скобках получим сумму всех сторон основания, то есть периметр основания P. Таким образом S_бок=P_оснh.

Пространственная теорема Пифагора

Прямой параллелепипед, основание которого – прямоугольник называется прямоугольным.

Теорема. Квадрат длины диагонали прямоугольного параллелепипеда равен сумме квадратов длин трех его ребер, исходящих из одной вершины.

Рисунок 4 – Прямоугольный параллелепипед

Рассмотрим прямоугольный параллелепипед ABCDA₁B₁C₁D₁ и найдем квадрат длины его диагонали А₁С.

Для этого рассмотрим треугольник А₁АС:

Ребро АА₁ перпендикулярно плоскости основания (ABC) (т.к. параллелепипед прямой), значит АА₁ перпендикулярна любой прямой, лежащей в плоскости основания, в том числе АС. Таким образом, ΔА₁АС – прямоугольный.

По теореме Пифагора получаем: А₁С 2 =АА₁ 2 +АС 2 (1).

Так как в основании прямоугольник, то ВС=АD.

Что и требовалось доказать

Доказанная теорема является аналогом теоремы Пифагора (для прямоугольного треугольника), поэтому ее иногда называют пространственной теоремой Пифагора.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля

Найдите для каждой картинки пару

1)2) 3)

4)5)

6)

Все изображения можно разделить на две группы: призмы и многоугольники. Вспомним, что основанием призмы является многоугольник. Теперь необходимо посчитать количество вершин многоугольников в основаниях призм и сопоставить их с нужным изображением. Таким образом, получаем следующий ответ: 1 и 3, 2 и 4, 5 и 6.

Какие из перечисленных объектов могут быть элементами призмы?

1) параллельные плоскости

Вспомним сначала, какие элементы есть у призмы. Это ребра, грани, вершины, основания, высота, диагональ.

Ребра, высота и диагональ призмы представляют собой отрезок. Грани и основания – это многоугольники, то есть части плоскостей. Вершины – точки. Таким образом, подходят варианты 2, 3,4.

Источник

Что такое прямая призма? Формулы длин диагоналей, площади поверхности и объема фигуры

Школьный курс геометрии делится на два больших раздела: планиметрию и стереометрию. Стереометрия изучает пространственные фигуры и их характеристики. В данной статье мы рассмотрим, что такое прямая призма, и приведем формулы, описывающие такие ее свойства, как длины диагоналей, объем и площадь поверхности.

Что такое призма?

Когда школьников просят назвать определение призмы, то они отвечают, что данная фигура представляет собой два одинаковых параллельных многоугольника, стороны которых соединены параллелограммами. Это определение является максимально общим, поскольку оно не накладывает условия на форму многоугольников, на их взаимное расположение в параллельных плоскостях. Кроме того, оно предполагает наличие соединяющих параллелограммов, к классу которых также относятся квадрат, ромб и прямоугольник. Ниже можно посмотреть, что собой представляет четырехугольная призма.

Вам будет интересно: Вес и масса: разница с точки зрения науки

Понятие о прямой призме

Существуют призмы различных видов. Так, говорят о правильных и неправильных фигурах, о треугольных, пятиугольных и других призмах, бывают выпуклые и вогнутые фигуры, наконец, они бывают наклонными и прямыми. О последних поговорим подробнее.

Рассматриваемый вид фигуры обладает важным свойством: высота призмы прямой равна длине ее бокового ребра. Отметим, что все боковые ребра фигуры равны между собой. Что касается боковых граней, то в общем случае они друг другу не равны. Их равенство возможно если, помимо того что призма является прямой, будет еще правильной.

Диагонали призмы и ее линейные параметры

Диагонали прямой призмы представляют собой отрезки, которые соединяют любые две несмежные вершины. Такие диагонали могут быть трех типов:

Длины тех диагоналей, что относятся к основанию, следует определять в зависимости от типа n-угольника.

Диагонали боковых прямоугольников рассчитываются по следующей формуле:

Для определения объемных диагоналей необходимо знать значение длины соответствующей диагонали основания и высоты. Если некоторую диагональ основания обозначить буквой d0i, тогда объемная диагональ d2i вычисляется так:

Например, в случае правильной четырехугольной призмы длина объемной диагонали будет равна:

Отметим, что прямая треугольная призма обладает лишь одним из трех названных типов диагоналей: диагональю боковой стороны.

Поверхность изучаемого класса фигур

Площадь поверхности представляет собой совокупность площадей всех граней фигуры. Чтобы наглядно себе представить все грани, следует сделать развертку призмы. В качестве примера такая развертка для пятиугольной фигуры приведена ниже.

S = 2 × So + h × ∑i=1n (ai).

Из этого равенства видно, что площадь боковой поверхности для изучаемого вида призм равна произведению высоты фигуры на периметр ее основания.

Если же основание представляет собой n-угольник с равными углами и сторонами, тогда будет справедливым применение такой формулы:

So = n / 4 × ctg (pi / n) × a2.

Формула объема

Определение объема призмы любого вида не является сложной задачей, если известны значения ее площади основания So и высоты h. Перемножив эти значения между собой, мы получим объем V фигуры, то есть:

Поскольку у прямой призмы параметр h равен длине ребра бокового, то вся проблема вычисления объема сводится к расчету площади So. Выше мы уже сказали несколько слов и привели пару формул, позволяющих определить So. Здесь лишь отметим, что в случае основания произвольной формы, следует разбить его на простые сегменты (треугольники, прямоугольники), рассчитать площадь каждого, а затем сложить все площади, чтобы получить So.

Источник

Геометрические фигуры. Призма. Объем призмы.

Призма — многогранник, 2 грани это конгруэнтные (равные) многоугольники, которые лежат в

параллельных плоскостях, а оставшиеся грани — параллелограммы, имеющие общие стороны с

этими многоугольниками. Либо (что тоже самое) — это многогранник, основаниями которого

являются равные многоугольники, а боковыми гранями — параллелограммы.

Призма является разновидностью цилиндра.

Элементы призмы.

конгруэнтными многоугольниками, которые лежат

в плоскостях, параллельных друг другу.

Боковые грани (ABLK, BCML, CDNM, DEPN, EAKP) – каждая

из граней, не считая оснований. Все боковые грани – это

Боковая поверхность – сумма боковых граней.

Полная поверхность – сумма основания и боковой

Боковые ребра (AK, BL, CM, DN, EP) – общие стороны

Высота (KR) – отрезок, который соединяет плоскости, в них лежат основания призмы. Он

перпендикулярен этим плоскостям.

Диагональ (BP) – отрезок, который соединяет 2 вершины призмы, которые не принадлежат одной

Диагональная плоскость – плоскость, которая проходит через боковое ребро призмы, а также

Диагональное сечение (EBLP) – пересечение призмы и диагональной плоскости. В сечении получается

Перпендикулярное (ортогональное) сечение – пересечение призмы и плоскости, перпендикулярной

боковому ребру призмы.

Свойства призмы.

где P — периметр перпендикулярного сечения, l — длина бокового ребра.

где P — периметр основания призмы, h — высота призмы.

Формула объема призмы:

Привальная четырехугольная пирамида.

Свойства правильной четырехугольной призмы.

Формулы для правильной четырехугольной призмы.

Виды призм.

Призма, у которой в основании лежит параллелограмм, является параллелепипедом.

Прямая призма — это призма, с перпендикулярными боковыми ребрами относительно плоскости основания.

Остальные призмы являются наклонными.

Правильная призма — прямая призма, в основании у нее лежит правильный многоугольник. Боковые

грани такой призмы — одинаковые прямоугольники.

Правильная призма, у которой боковые грани – квадраты (высота равна стороне основания), называется

полуправильным многогранником.

Источник