Задание 3
тема 12 из 15

Призма

Объём любой призмы равен площади основания, умноженной на высоту: V=Sосн⋅hV = S_{осн} \cdot h. Поэтому сначала находят площадь многоугольника в основании. Боковая поверхность прямой призмы равна периметру основания, умноженному на боковое ребро. Плоскость вдоль боковых рёбер режет призму на призмы с той же высотой, и их объёмы относятся как площади оснований.

Реже в заданиях315На карте навыков

Объём призмы — площадь основания на высоту

У призмы два основания — равные многоугольники в параллельных плоскостях, а боковые грани — параллелограммы. У прямой призмы боковые рёбра перпендикулярны основанию: боковые грани — прямоугольники, боковое ребро равно высоте. Правильная призма — прямая призма с правильным многоугольником в основании.

  • V=Sосн⋅hV = S_{осн} \cdot h, где hh — высота призмы.
  • Площадь основания найдите по формуле его многоугольника (площади фигур).
  • Боковая поверхность прямой призмы: Sбок=Pосн⋅hS_{бок} = P_{осн} \cdot h.
  • Плоскость вдоль боковых рёбер режет призму на две призмы с той же высотой. Их объёмы относятся как площади оснований.

Треугольная призма

В основании треугольной призмы лежит треугольник. Если это прямоугольный треугольник с катетами aa и bb, его площадь равна 12ab\frac12 ab (площадь прямоугольного треугольника). Тогда V=12ab⋅hV = \frac12 ab \cdot h.

Множитель 12\frac12 — часть площади треугольника. Объём призмы его не содержит: у призмы нет множителя 13\frac13, он есть у пирамиды и конуса.

Пример

Основание прямой треугольной призмы — прямоугольный треугольник с катетами 8 и 3. Боковое ребро призмы равно 5. Найдите объём призмы.

385ACBA1C1B1
В основании прямоугольный треугольник с прямым углом CC.
  1. 1.Площадь основания: S=12⋅8⋅3=12S = \frac12 \cdot 8 \cdot 3 = 12.
  2. 2.Призма прямая, высота равна боковому ребру: h=5h = 5.
  3. 3.V=12⋅5=60V = 12 \cdot 5 = 60.

Ответ: 6060

Боковая поверхность прямой призмы

Боковые грани прямой призмы — прямоугольники. У каждого одна сторона — сторона основания, другая — боковое ребро hh. Сумма их площадей a1h+a2h+…=Pосн⋅ha_1 h + a_2 h + \ldots = P_{осн} \cdot h. Полная поверхность — боковая поверхность плюс два основания.

Если все стороны основания уменьшить вдвое, а высоту оставить, периметр и боковая поверхность уменьшатся вдвое: сечение через среднюю линию.

Пример

Сторона основания правильной треугольной призмы равна 4, боковое ребро равно 7. Найдите площадь боковой поверхности призмы.

47ABCA1B1C1
Три боковые грани — равные прямоугольники 4×74 \times 7.
  1. 1.Основание — правильный треугольник: P=3⋅4=12P = 3 \cdot 4 = 12.
  2. 2.Sбок=P⋅h=12⋅7=84S_{бок} = P \cdot h = 12 \cdot 7 = 84.

Ответ: 8484

Часть призмы с той же высотой

Плоскость, которая содержит боковое ребро или параллельна ему, режет призму на две призмы. Высота у них та же, поэтому объём каждой части равен площади её основания, умноженной на ту же высоту. Найдите, какую долю основания занимает основание части: такую же долю объёма занимает часть.

Диагональное сечение ACC1A1ACC_1A_1 делит прямоугольный параллелепипед пополам: диагональ ACAC делит прямоугольник ABCDABCD на два равных треугольника. Многогранник ABCA1B1C1ABCA_1B_1C_1 — треугольная призма, её объём 12abc\frac12 abc. Если же отрезана пирамида (например, с вершинами A,B,C,B1A, B, C, B_1), это другой случай: пирамида от призмы.

Пример

В прямоугольном параллелепипеде ABCDA1B1C1D1ABCDA_1B_1C_1D_1 известно, что AB=5AB = 5, BC=4BC = 4, AA1=6AA_1 = 6. Найдите объём многогранника, вершинами которого являются точки A,B,C,A1,B1,C1A, B, C, A_1, B_1, C_1.

546ABCDA1B1C1D1
Сечение ACC1A1ACC_1A_1 отрезает треугольную призму ABCA1B1C1ABCA_1B_1C_1.
  1. 1.Многогранник — треугольная призма с основанием ABCABC и высотой AA1=6AA_1 = 6.
  2. 2.SABC=12SABCD=12⋅5⋅4=10S_{ABC} = \frac12 S_{ABCD} = \frac12 \cdot 5 \cdot 4 = 10.
  3. 3.V=10⋅6=60V = 10 \cdot 6 = 60 — половина объёма параллелепипеда 5⋅4⋅6=1205 \cdot 4 \cdot 6 = 120.

Ответ: 6060

Часть правильной шестиугольной призмы

Отрезки из центра OO к вершинам делят правильный шестиугольник на шесть равных правильных треугольников. Четырёхугольник ABCOABCO — ромб из двух таких треугольников, и диагональ ACAC делит его пополам. Поэтому треугольник ABCABC занимает 16\frac16 площади шестиугольника.

Прямоугольник ACDFACDF — шестиугольник без треугольников ABCABC и DEFDEF: 1−16−16=231 - \frac16 - \frac16 = \frac23 площади. Призма с этим основанием и той же высотой занимает 23\frac23 объёма шестиугольной призмы.

ABCDEFO
Треугольники ABCABC и DEFDEF занимают по 16\frac16 шестиугольника, прямоугольник ACDFACDF — 23\frac23.

Пример задания

Открытый банк ФИПИ

Найдите объём многогранника, вершинами которого являются вершины A,C,D,F,A1,C1,D1,F1A , C , D , F , A_{1} , C_{1} , D_{1} , F_{1} правильной шестиугольной призмы ABCDEFA1B1C1D1E1F1,A B C D E F A_{1} B_{1} C_{1} D_{1} E_{1} F_{1} , площадь основания которой равна 9, а боковое ребро равно 11.

Проверьте себя

00

Потренируйте навык

Все задания на этот навык

Решать