Стереометрия. Многогранники.

1º. Призмой называется многогранник, поверхность которого состоит из двух равных многоугольников (оснований), расположенных в параллельных плоскостях, и параллелограммов (боковых граней), число которых равно числу сторон оснований.

Если l – длина бокового ребра, P – периметр основания, S_осн – площадь основания, S_сеч – площадь перпендикулярного сечения; S_бок – площадь боковой поверхности, V – объем, H – высота, то:

; .

2º. Прямой называется призма, если ее боковые ребра перпендикулярны плоскостям оснований. Прямая призма называется правильной, если в ее основаниях лежат правильные многоугольники.

3º. Прямоугольным параллелепипедом называется прямая призма, основания которой – прямоугольники.

Если a, b, c – измерения параллелепипеда, d – диагональ, то:

; ; .

4º. Куб – прямоугольный параллелепипед, у которого все ребра равны (a – ребро).

;

5º. Пирамидой называется многогранник, одна из граней которого – произвольный многоугольник (основание), а остальные грани (боковые грани) – треугольники, имеющие общую вершину.

Если S_осн – площадь основания, V – объем, H – высота, то:

;

Если все боковые ребра пирамиды равны между собой, то:

1) боковые ребра образуют с плоскостью основания равные углы;

2) вершина пирамиды проектируется в центр описанной около основания окружности.

Если все боковые грани пирамиды наклонены к основанию под одним и тем же углом α, то:

1) апофемы всех боковых граней равны;

2) вершина пирамиды проектируется в центр окружности, вписанной в основание;

3) ; ;

6º. Пирамида называется правильной, если ее основанием является правильный многоугольник, а высота проходит через его центр.

Если P – периметр основания, l – апофема, S_бок – площадь боковой поверхности, то:

; ; .

6º. Усеченной пирамидой называется часть пирамиды, заключенная между основанием и секущей плоскостью, параллельной основанию.

Для произвольной усеченной пирамиды: ,

для правильной усеченной пирамиды: ,

где S₁ и S₂ – площади оснований, h - высота, V – объем, P₁ и P₂ – периметры оснований, l – апофема; S_бок – площадь боковой поверхности.

Пример 49. В основании пирамиды лежит треугольник со сторонами 6 см, 8 см, 10 см и все боковые ребра образуют с основанием углы по 45º. Тогда объем пирамиды равен:

1) 62 см³ 2) см³ 3) 40 см³ 4) 24 см³ 5) 96 см³.

Решение.

Дано: MABC – пирамида,

. Найти .

Так как , т.е. , то по теореме обратной теореме Пифагора – ΔABC – прямоугольный, , AB, BC – его катеты, AC – гипотенуза. По условию все боковые ребра пирамиды наклонены под одним и тем же углом к плоскости основания, значит, вершина пирамиды проектируется в центр описанной около основания окружности, т.е. в середину гипотенузы ΔABC.

, .

В ΔAOM ( ) острые углы треугольник равнобедренный, . Таким образом,

Ответ: см³ (№3 – правильный ответ).

Пример 50. Пусть в треугольной пирамиде все боковые грани образуют с плоскостью основания углы по 60º, и в основание вписан круг площадью 9π см². Тогда высота пирамиды равна:

1) 3 см 2) см 3) см 4) 9 см 5) см.

Решение. Пусть радиус круга, вписанного в основание пирамиды, - r. Тогда площадь круга S равна: . Отсюда . Из прямоугольного треугольника OMN находим: .

Ответ: высота пирамиды равна см (№3 – правильный ответ).

Пример 51. В основании прямоугольного параллелепипеда лежит квадрат площадью 16 см². Через одну из сторон нижнего основания и противоположную сторону верхнего проведена плоскость. Площадь полученного сечения равна 20 см². При этом полная поверхность параллелепипеда равна:

1) 96 см² 2) 48 см² 3) 40 см² 4) 80см² 5) 56 см².

Решение.