Перед изучением вопросов о данной геометрической фигуре и её свойствах, следует разобраться в некоторых терминах. Когда человек слышит о пирамиде, ему представляются большущие постройки в Египте. Так выглядят самые простые из них. Но они бывают разных видов и форм, а значит и формула вычисления для геометрических фигур будет разной.
Виды фигуры
Пирамида – геометрическая фигура, обозначающая и представляющая собой несколько граней. По сути – это тот же многогранник, в основании которого лежит многоугольник, а по бокам расположены треугольники, соединяющиеся в одной точке – вершине. Фигура бывает двух основных видов:
- правильная;
- усечённая.
В первом случае, в основании лежит правильный многоугольник. Тут все боковые поверхности равны между собой и сама фигура порадует глаз перфекциониста.
Во втором случае, оснований два – большое в самом низу и малое между вершиной, повторяющее форму основного. Иными словами – усечённая пирамида представляет собой многогранник с сечением, образованным параллельно основанию.
Термины и обозначения
Основные термины:
- Правильный (равносторонний) треугольник – фигура с тремя одинаковыми углами и равными сторонами. В этом случае все углы имеют 60 градусов. Фигура является простейшей из правильных многогранников. Если эта фигура лежит в основании, то такой многогранник будет называться правильной треугольной. Если в основании лежит квадрат, пирамида будет называться правильной четырёхугольной пирамидой.
- Вершина – самая верхняя точка, где сходятся грани. Высота вершины образуется прямой линией, исходящей от вершины к основанию пирамиды.
- Грань – одна из плоскостей многоугольника. Она может быть в виде треугольника в случае с треугольной пирамидой либо в виде трапеции для усечённой пирамиды.
- Сечение – плоская фигура, образующаяся в результате рассечения. Не стоит путать с разрезом, так как разрез показывает и то, что находится за сечением.
- Апофема – отрезок, проведённый из вершины пирамиды к её основанию. Он также является высотой той грани, где находится вторая точка высоты. Данное определение справедливо лишь по отношению к правильному многограннику. К примеру – если это не усечённая пирамида, то грань будет представлять собой треугольник. В данном случае высота этого треугольника и станет апофемой.
Формулы площади
Находить площадь боковой поверхности пирамиды любого типа можно несколькими способами. Если фигура не симметричная и представляет собой многоугольник с разными сторонами, то в данном случае легче вычислить общую площадь поверхности через совокупность всех поверхностей. Иными словами – надо посчитать площадь каждой грани и сложить их вместе.
В зависимости от того, какие параметры известны, могут потребоваться формулы вычисления квадрата, трапеции, произвольного четырёхугольника и т.д. Сами формулы в разных случаях тоже будут иметь отличия.
В случае с правильной фигурой находить площадь намного проще. Достаточно знать всего несколько ключевых параметров. В большинстве случаев требуются вычисления именно для таких фигур. Поэтому далее будут приведены соответствующие формулы. В противном случае пришлось бы расписать всё на несколько страниц, что только запутает и собьёт с толку.
Основная формула для вычисления площади боковой поверхности правильной пирамиды будет иметь следующий вид:
S=½ Pa ( P – периметр основания, а – апофема)
Рассмотрим один из примеров. Многогранник имеет основание с отрезками A1, А2, А3, А4, А5, и все они равны 10 см. Апофема пусть будет равна 5 см. Для начала надо найти периметр. Так как все пять граней основания одинаковые, можно находить так: Р=5*10=50 см. Далее применяем основную формулу: S =½*50*5=125 см в квадрате.
Площадь боковой поверхности правильной треугольной пирамиды вычислить легче всего. Формула имеет следующий вид:
S =½* ab *3, где а – апофема, b – грань основания. Множитель тройки здесь означает количество граней основания, а первая часть – площадь боковой поверхности. Рассмотрим пример. Дана фигура с апофемой 5 см и гранью основания 8 см. Вычисляем: S =1/2*5*8*3=60 см в квадрате.
Площадь боковой поверхности усечённой пирамиды вычислять немного сложнее. Формула выглядит так: S =1/2*( p _01+ p _02)*a , где р_01 и р_02 являются периметрами оснований, а – апофема. Рассмотрим пример. Допустим, для четырёхугольной фигуры даны размеры сторон оснований 3 и 6 см, апофема равна 4 см.
Тут для начала следует найти периметры оснований: р_01 =3*4=12 см; р_02=6*4=24 см. Осталось подставить значения в основную формулу и получим: S =1/2*(12+24)*4=0,5*36*4=72 см в квадрате.
Таким образом, можно найти площадь боковой поверхности правильной пирамиды любой сложности. Следует быть внимательным и не путать эти вычисления с полной площадью всего многогранника. А если это всё же понадобится сделать – достаточно вычислить площадь самого большого основания многогранника и прибавить её к площади боковой поверхности многогранника.
Видео
Закрепить информацию о том, как найти площадь боковой поверхности разных пирамид, вам поможет это видео.
Формула площади боковой поверхности пирамиды произвольного типа и правильной: пример задачи
Каждый человек слышал о великих египетских каменных сооружениях, главным из которых является пирамида Хеопса. В курсе стереометрии рассматривают характеристики различных пирамид. Одним из важных параметров фигуры является площадь боковой поверхности. По какой формуле боковой поверхности площадь пирамиды следует рассчитывать, расскажет данная статья.
Что собой представляет пирамида в геометрии?
Прежде чем говорить о пирамиде и формуле площади боковой поверхности, дадим определение самой фигуры. Под ней полагают объемный многогранник, состоящий из одного n-угольного основания и n треугольников. Все треугольники имеют одну общую с основанием сторону, а также пересекаются в точке, которая называется вершиной. Ниже показана произвольная четырехугольная пирамида:
Вам будет интересно:Генералы чеченской войны: пофамильный список, краткая биография и фото
Получить пирамиду достаточно просто. Для этого необходимо выбрать плоский многоугольник и соединить все его вершины с единственной точкой пространства. Обязательное условие – эта точка не должна лежать на плоскости.
Любая пирамида состоит из:
- граней, которых у нее n+1 штука;
- вершин (n+1 штука);
- ребер (2*n штук).
Причем все названные элементы бывают двух типов: те, которые относятся к основанию, и те, которые принадлежат боковой поверхности.
Параметры боковой поверхности для фигуры произвольного типа
Как находить площадь (формула представлена ниже) поверхности боковой грани рассматриваемой фигуры? Ответить на этот вопрос несложно, если знать, что боковая поверхность образована n треугольниками. Это означает, что достаточно для каждого из них вычислить площадь, а затем сложить полученные значения и результатом будет искомый показатель. Тем не менее, сделать это не всегда просто для пирамиды произвольного типа. Приведем пример. Ниже рисунок демонстрирует три пирамиды, которые называются четырехугольными наклонными.
С первого взгляда видно, что все боковые треугольники являются разными. Это означает, что для определения их площадей необходимо знать все стороны основания и высоту каждого треугольника. Она называется “апофемой”. Если апофему i-го треугольника обозначить символом hi, а длину соответствующей стороны основания назвать ai, тогда получим для общего типа пирамиды формулу боковой поверхности площади:
S = 1/2*∑i=1n(hi*ai).
Таким образом, для вычисления величины S фигуры произвольного типа необходимо знать 2*n ее параметров.
Правильные пирамиды и их боковая поверхность
Приведенная в предыдущем пункте формула площади поверхности пирамиды общего типа принимает конкретный вид для правильных фигур. Правильной называется та пирамида, которая содержит в основании равностороннюю и равноугольную фигуру, а ее высота попадает точно в центр основания. На рисунке ниже показан набор правильных пирамид, изготовленных из бумаги:
Тот факт, что все треугольники боковой поверхности являются равнобедренными и равны между собой для правильной пирамиды, значительно облегчает расчет площади поверхности ее боковины. Длину стороны основания обозначим буквой a, а апофему – h1, тогда для пирамиды формула площади боковой поверхности примет вид:
S = 1/2*n*a*h1.
Важно не путать величину h1 в формуле с высотой h пирамиды. Апофема h1 и высота h связаны единым равенством через длину основания для любой правильной пирамиды.
Задача на вычисление боковой поверхности треугольной пирамиды
Известно, что треугольная правильная пирамида имеет высоту 43 см и длину основания 12 см. Чему равна площадь ее боковой поверхности?
Рассмотрев прямоугольный треугольник внутри этой пирамиды, который образован сторонами h1, h и 1/3 высоты основания, получаем:
h1 = √(h2 + a2/12) = √(432+122/12) = 43,14 см.
Теперь осталось применить записанную выше формулу для S, учитывая при этом, что n=3. Получаем:
S = 1/2*n*a*h1 = 1/2*3*12*43,14 = 776,52 см2.
Записанная формула определения апофемы через высоту справедлива только для треугольной правильной пирамиды.
Автор:
25-12-2018 14:50
Жду ваши вопросы и мнения в комментариях
Пирамида – это многогранная фигура, в основании которой лежит многоугольник, а остальные грани представлены треугольниками с общей вершиной.
Если в основании лежит квадрат, то пирамиду называется четырехугольной, если треугольник – то треугольной. Высота пирамиды проводится из ее вершины перпендикулярно основанию. Также для расчета площади используется апофема – высота боковой грани, опущенная из ее вершины.
Формула площади боковой поверхности пирамиды представляет собой сумму площадей ее боковых граней, которые равны между собой. Однако этот способ расчета применяется очень редко. В основном площадь пирамиды рассчитывается через периметр основания и апофему:
Рассмотрим пример расчета площади боковой поверхности пирамиды.
Пусть дана пирамида с основанием ABCDE и вершиной F. AB=BC=CD=DE=EA=3 см. Апофема a = 5 см. Найти площадь боковой поверхности пирамиды.
Найдем периметр. Так как все грани основания равны, то периметр пятиугольника будет равен: 
Теперь можно найти боковую площадь пирамиды: 
Площадь правильной треугольной пирамиды
Правильная треугольная пирамида состоит из основания, в котором лежит правильный треугольник и трех боковых граней, которые равны по площади.
Формула площади боковой поверхности правильной треугольной пирамиды может быть рассчитана разными способами. Можно применить обычную формулу расчета через периметр и апофему, а можно найти площадь одной грани и умножить ее на три. Так как грань пирамиды – это треугольник, то применим формулу площади треугольника. Для нее потребуется апофема и длина основания. Рассмотрим пример расчета площади боковой поверхности правильной треугольной пирамиды.
Дана пирамида с апофемой a = 4 см и гранью основания b = 2 см. Найдите площадь боковой поверхности пирамиды.
Для начала находим площадь одной из боковых граней. В данном случае она будет: 
Подставляем значения в формулу: 
Так как в правильной пирамиде все боковые стороны одинаковы, то площадь боковой поверхности пирамиды будет равна сумме площадей трех граней. Соответственно:
Площадь усеченной пирамиды
Усеченной пирамидой называется многогранник, который образовывается пирамидой и ее сечением, параллельным основанию.
Формула площади боковой поверхности усеченной пирамиды очень проста. Площадь равняется произведению половины суммы периметров оснований на апофему:
Рассмотрим пример расчета площади боковой поверхности усеченной пирамиды.
Дана правильная четырехугольная пирамида. Длины основания равны b = 5 см, c = 3 см. Апофема a = 4 см. Найдите площадь боковой поверхности фигуры.
Для начала найдем периметр оснований. В большем основании он будет равен: 
В меньшем основании: 
Посчитаем площадь: 
Таким образом, применив несложные формулы, мы нашли площадь усеченной пирамиды.
Пирамида — это многогранник, в основании которого лежит многоугольник, а грани его являются треугольниками.
Онлайн-калькулятор площади поверхности пирамиды
Стоит остановиться на определении некоторых составляющих пирамиды.
У нее, как и у других многогранников, есть ребра. Они сходятся к одной точке, которая называется вершиной пирамиды. В ее основании может лежать произвольный многоугольник. Гранью называется геометрическая фигура, образованная одной из сторон основания и двумя ближайшими ребрами. В нашем случае это треугольник. Высотой пирамиды называется расстояние от плоскости, в которой лежит ее основание, до вершины многогранника. Для правильной пирамиды существует еще понятие апофемы – это перпендикуляр, опущенный из вершины пирамиды к её основанию.
Виды пирамид
Существуют 3 вида пирамид:
- Прямоугольная — та, у которой какое-либо ребро образует прямой угол с основанием.
- Правильная — у нее основание – правильная геометрическая фигура, а вершина самого многоугольника является проекцией центра основания.
- Тетраэдр — пирамида, составленная из треугольников. Причем каждый из них может быть принят за основание.
Формула площади поверхности пирамиды
Для нахождения полной площади поверхности пирамиды нужно сложить площадь боковой поверхности и площадь основания.
Самой простой является случай правильной пирамиды, поэтому нею мы и займемся. Вычислим полную площадь поверхности такой пирамиды. Площадь боковой поверхности равна:
Sбок=12⋅l⋅pS_{text{бок}}=frac{1}{2}cdot lcdot p
ll — апофема пирамиды;
pp — периметр основания пирамиды.
Полная площадь поверхности пирамиды:
S=Sбок+SоснS=S_{text{бок}}+S_{text{осн}}
SбокS_{text{бок}} — площадь боковой поверхности пирамиды;
SоснS_{text{осн}} — площадь основания пирамиды.
Пример решения задачи.
Найти полную площадь треугольной пирамиды, если её апофема равна 8 (см.), а в основании лежит равносторонний треугольник со стороной 3 (см.)
Решение
l=8l=8
a=3a=3
Найдем периметр основания. Так как в основании лежит равносторонний треугольник со стороной aa, то его периметр pp (сумма всех его сторон):
p=a+a+a=3⋅a=3⋅3=9p=a+a+a=3cdot a=3cdot 3=9
Тогда боковая площадь пирамиды:
Sбок=12⋅l⋅p=12⋅8⋅9=36S_{text{бок}}=frac{1}{2}cdot lcdot p=frac{1}{2}cdot 8cdot 9=36 (см. кв.)
Теперь найдем площадь основания пирамиды, то есть площадь треугольника. В нашем случае треугольник равносторонний и его площадь можно вычислить по формуле:
Sосн=3⋅a24S_{text{осн}}=frac{sqrt{3}cdot a^2}{4}
aa — сторона треугольника.
Получаем:
Sосн=3⋅a24=3⋅324≈3.9S_{text{осн}}=frac{sqrt{3}cdot a^2}{4}=frac{sqrt{3}cdot 3^2}{4}approx3.9 (см. кв.)
Полная площадь:
S=Sбок+Sосн≈36+3.9=39.9S=S_{text{бок}}+S_{text{осн}}approx36+3.9=39.9 (см. кв.)
Ответ: 39.9 см. кв.
Еще один пример, немного сложнее.
Основанием пирамиды является квадрат с площадью 36 (см. кв.). Апофема многогранника в 3 раза больше стороны основания aa. Найти полную площадь поверхности данной фигуры.
Решение
Sквад=36S_{text{квад}}=36
l=3⋅al=3cdot a
Найдем сторону основания, то есть сторону квадрата. Его площадь и длина стороны связанны:
Sквад=a2S_{text{квад}}=a^2
36=a236=a^2
a=6a=6
Найдем периметр основания пирамиды (то есть, периметр квадрата):
p=a+a+a+a=4⋅a=4⋅6=24p=a+a+a+a=4cdot a=4cdot 6=24
Найдем длину апофемы:
l=3⋅a=3⋅6=18l=3cdot a=3cdot 6=18
В нашем случае:
Sквад=SоснS_{text{квад}}=S_{text{осн}}
Осталось найти только площадь боковой поверхности. По формуле:
Sбок=12⋅l⋅p=12⋅18⋅24=216S_{text{бок}}=frac{1}{2}cdot lcdot p=frac{1}{2}cdot 18cdot 24=216 (см. кв.)
Полная площадь:
S=Sбок+Sосн=216+36=252S=S_{text{бок}}+S_{text{осн}}=216+36=252 (см. кв.)
Ответ: 252 см. кв.
Возникают трудности с тем, чтобы найти площадь поверхности пирамиды? У нас вы можете заказать контрольную работу по геометрии!
Загрузить PDF
Загрузить PDF
Площадь поверхности любой пирамиды равна сумме площади основания и площадей боковых граней. Если дана правильная пирамида, площадь ее поверхности вычисляется с помощью формулы, но нужно знать, как найти площадь основания пирамиды. Так как в основании пирамиды может лежать любой многоугольник, нужно уметь находить площади многоугольников, включая пяти- и шестиугольники. Площадь поверхности правильной квадратной пирамиды очень легко найти, если известны сторона квадрата (который лежит в основании) и апофема пирамиды.
-
1
-
2
В формулу подставьте значение периметра. Если периметр не дан, но известна сторона основания, периметр вычисляется умножением значения стороны на число сторон основания.
-
3
В формулу подставьте значение апофемы. Не перепутайте апофему с высотой. В задаче должна быть дана апофема; в противном случае воспользуйтесь другим методом.
- Например, апофема шестиугольной пирамиды равна 12 см. Формула запишется так: .
- Например, апофема шестиугольной пирамиды равна 12 см. Формула запишется так:
-
4
Вычислите площадь основания. Формула для вычисления площади основания зависит от фигуры, лежащей в основании. Чтобы узнать, как находить площади правильных многоугольников, прочитайте эту статью.
-
5
В формулу подставьте площадь основания. Найденное значение площади основания подставьте вместо
.
- В нашем примере площадь шестиугольного основания равна 41,57 квадратных сантиметров, поэтому формула запишется так:
- В нашем примере площадь шестиугольного основания равна 41,57 квадратных сантиметров, поэтому формула запишется так:
-
6
Перемножьте периметр основания и апофему. Полученный результат разделите на два. Вы найдете площадь боковой поверхности пирамиды.
-
7
Сложите два значения. Сумма площади боковой поверхности и площадь основания есть площадь поверхности пирамиды (в квадратных единицах).
Реклама
-
1
-
2
-
3
Возведите в квадрат сторону основания. Вы найдете площадь основания.
-
4
Перемножьте сторону основания и апофему. Результат разделите на 2, а затем умножьте на 4. Вы найдете площадь боковой поверхности пирамиды.
-
5
Сложите площадь основания и площадь боковой поверхности. Вы найдете площадь поверхности пирамиды (в квадратных единицах).
Реклама
Что вам понадобится
- Карандаш
- Бумага
- Калькулятор (по желанию)
- Линейка (по желанию)
Похожие статьи
Об этой статье
Эту страницу просматривали 112 740 раз.
