UCZ SIĘ KROK PO KROKU

Graniastosłup prawidłowy czworokątny

Graniastosłup prawidłowy czworokątny ma dwie kwadratowe podstawy i prostokątne ściany boczne. Poznaj jego siatkę oraz wzory potrzebne do obliczania objętości i pola powierzchni całkowitej.

Graniastosłup prawidłowy czworokątny

Graniastosłupem prawidłowym czworokątnym nazywamy graniastosłup, którego podstawą jest kwadrat, oraz wszystkie jego ściany boczne są prostokątami prostopadłymi do krawędzi podstawy.
Zauważmy, że graniastosłup prawidłowy czworokątny jest szczególnym przypadkiem prostopadłościanu.

Graniastosłup prawidłowy czworokątny ma zawsze:

  • 6 ścian
  • 12 krawędzi
  • 8 wierzchołków
Zwróćmy uwagę na to, jak wygląda siatka graniastosłupa prawidłowego czworokątnego:
Graniastosłup prawidłowy czworokątny - siatka

Objętość graniastosłupa prawidłowego czworokątnego

Objętość graniastosłupa liczymy wzorem:

Objętość=Polepodstawy⋅wysokość

W przypadku graniastosłupa prawidłowego czworokątnego mamy:

Polepodstawy=a2

Zatem:

Objętość graniastosłupa prawidłowego czworokątnego określa się wzorem:
V=a2⋅b
gdzie a,b to długości krawędzi graniastosłupa prawidłowego czworokątnego(a odpowiada długości krawędzi podstawy).

Pole powierzchni całkowitej granistosłupa prawidłowego czworokątnego

Polepowierzchnicałkowitej=Polepowierzchnibocznej+2⋅Polepodstawy
Polepowierzchnibocznej=ab+ab+ab+ab=4⋅ab
Polepodstawy=a2
Pole powierzchni całkowitej graniastosłupa prawidłowego czworokątnego określa wzór:
PC=2⋅a2+4⋅ab
gdzie a,b to długości krawędzi graniastosłupa prawidłowego czworokątnego(a odpowiada długości krawędzi podstawy).
Przykład 1: Graniastosłup prawidłowy czworokątny ma krawędzie podstawy długości 4, oraz wysokość długości 8. Oblicz pole powierzchni całkowitej oraz objętość tego graniastosłupa.
Narysujmy obrazek poglądowy:

Podstawiając pod wzory na pole powierzchni całkowitej i objętość graniastosłupa prawidłowego czworokątnego otrzymujemy:
PC=2⋅42+4⋅4⋅8=32+128=160
V=42⋅8=128
Odpowiedź:Pole powierzchni całkowitej tego graniastosłupa to 160, a jest objętość, to 128.
Przykład 2: Graniastosłup prawidłowy czworokątny ma pole powierzchni całkowitej równe 176, oraz wysokość długości 9. Oblicz długość krawędzi podstawy tego graniastosłupa.
Narysujmy obrazek poglądowy:

Z treści zadania wiemy, że PC=176, zatem
176=2x2+4⋅9x
2x2+36x−176=0
Rozwiązanie tego równania jest równoważne znalezieniu miejsc zerowych funkcji kwadratowej f(x)=2x2+36x−176

Δ=b2−4ac=362−4⋅2⋅(−176)=1296+1408=2704

Δ=52
x1=−b−Δ2a=−36−522⋅2=−22
x2=−b+Δ2a=−36+522⋅2=4
Ponieważ długość musi być nieujemna interesujący nas wynik, to x2, zatem x=x2=4
Odpowiedź: Długość krawędzi podstawy podanego graniastosłupa to 4.

Przykład 3: Przekątna graniastosłupa prawidłowego czworokątnego o wysokości długości 10, jest nachylona do płaszczyzny jego podstawy pod kątem 45∘. Oblicz objętość i pole powierzchni całkowitej tego graniastosłupa.
Narysujmy obrazek poglądowy:

Narysujmy dodatkowo kwadrat ABCD, oraz trójkąt DBB′
graniastosłup prawidłowy czworokąty przykład 3.2
Na początek zauważmy, że trójkąt DBB′ jest połową kwadratu o boku długości 10. Mamy zatem ∣DB∣=∣BB′∣=10.
Odcinek DB jest przekątną kwadratu ABCD, stąd i z wiedzy, że przekątna kwadratu o boku długości a ma długość a2 możemy łatwo wyznaczyć długość boku tego kwadratu,
∣AB∣⋅2=∣DB∣
∣AB∣⋅2=10∣:2
∣AB∣=102=1022=52
Mając długość odcinka AB możemy obliczyć pole powierzchni całkowitej i objętość podanego graniastosłupa.

PC=2(52)2+4⋅10⋅52=100+2002

V=(52)2⋅10=500
Odpowiedź: Pole powierzchni całkowitej tego graniastosłupa to 100+2002, a jego objętość to 500.

Komentarze

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *