Как найти площадь призмы через цилиндр

В данной публикации мы рассмотрим, как можно вычислить площадь поверхности правильной призмы разных видов (треугольной, четырехугольной и шестиугольной), а также, разберем примеры решения задач для закрепления материала.

Правильная призма – это прямая призма, основанием которой является правильный многоугольник. А прямой фигура является в том случае, если ее боковые грани перпендикулярны основаниям.

  • Формула площади правильной призмы

    • 1. Общая формула

    • 2. Площадь правильной треугольной призмы

    • 3. Площадь правильной четырехугольной призмы

    • 4. Площадь правильной шестиугольной призмы

  • Примеры задач

Формула площади правильной призмы

1. Общая формула

Площадь (S) полной поверхности призмы равна сумме площади ее боковой поверхности и двух площадей основания.

Sполн. = Sбок. + 2Sосн.

Площадь боковой поверхности прямой призмы равняется произведению периметра ее основания на высоту.

Sбок. = Pосн. ⋅ h

Формула периметра и площади основания правильной призмы зависит от вида многогранника. Ниже мы рассмотрим самые популярные виды.

2. Площадь правильной треугольной призмы

Площадь поверхности правильной треугольной призмы

Основание: равносторонний треугольник.

Площадь Формула
основание Нахождение площади правильной призмы: формула и задачи
боковая поверхность Sбок. = 3ah
полная Нахождение площади правильной призмы: формула и задачи

microexcel.ru

3. Площадь правильной четырехугольной призмы

Площадь поверхности правильной четырехугольной призмы

Основание: квадрат.

Площадь Формула
основание Sосн. = a2
боковая поверхность Sбок. = 4ah
полная Sполн. = 2a2 + 4ah

microexcel.ru

Примечание: Если высота правильной четырехугольной призмы равняется длине стороны ее основания, значит мы имеем дело с кубом, площадь одной грани которого равна a2. А так как все шесть граней куба равны, то полная площадь его поверхности равняется 6a2.

4. Площадь правильной шестиугольной призмы

Площадь поверхности правильной шестиугольной призмы

Основание: правильный шестиугольник

Площадь Формула
основание Нахождение площади правильной призмы: формула и задачи
боковая поверхность Sбок. = 6ah
полная Нахождение площади правильной призмы: формула и задачи

microexcel.ru

Примеры задач

Задание 1:
Сторона правильной треугольной призмы равна 6 см, а ее высота – 8 см. Найдите полную площадь поверхности фигуры.

Решение:
Воспользуемся подходящей формулой, подставив в нее известные нам значения:
Вычисление полной площади правильной треугольной призмы

Задание 2:
Площадь полной поверхности правильной шестиугольной призмы составляет 400 см2. Найдите ее высоту, если известно, что сторона основания равна 5 см.

Решение:
Выведем выражение для нахождения высоты призмы из формулы ее полной площади:
Вычисление высоты правильной шестиугольной призмы

Цилиндр называется описанным около призмы, если многоугольники оснований призмы вписаны в окружности оснований цилиндра, а образующие цилиндра являются боковыми рёбрами призмы.

Cilindrs_tr_prizma.png           Cilindrs_cetr_prizma.png 

Цилиндр можно описать только около такой прямой призмы, около основания которой можно описать окружность.

Например, цилиндр всегда можно описать около прямой треугольной призмы, около правильной призмы.

Рисунок составляется в зависимости от содержания задания, часто достаточно рисунка основания комбинаций этих тел, т. к. высота призмы равна высоте цилиндра.

Окружность основания цилиндра описана около многоугольника основания призмы.

Радиус цилиндра — это радиус окружности, описанной около многоугольника основания призмы.

Ievilkta_trijst_piram1.png

Центр окружности, описанной около треугольника, является точкой пересечения серединных перпендикуляров к сторонам треугольника.

Ievilkta_cetrst_piram1.png

Центр окружности, описанной около четырёхугольника, является точкой пересечения серединных перпендикуляров к сторонам четырёхугольника. Около четырёхугольника можно описать окружность, если суммы противоположных углов равны

180°

.

Формулы вычисления радиуса (R) описанной окружности

(a, b, c) — стороны, (h) — высота, (d) — диагональ.

Правильный треугольник (R =) 23h;           (R=) a33 
Прямоугольный треугольник (R=) 12 гипотенузы
Произвольный треугольник  R=abc4S;R=a2sinα        
Квадрат

(R =)

a22

Прямоугольник

(R =)

d2

Правильный шестиугольник

(R = a)

Цилиндр вписан в призму, если окружности оснований цилиндра вписаны в многоугольники оснований призмы.

Tr_pr_cilindrs.png   Cetr_pr_cilindrs.png

Цилиндр можно вписать только в такую прямую призму, в многоугольник основания которой можно вписать окружность.

Например, цилиндр всегда можно вписать в прямую треугольную призму, в правильную призму.

Рисунок создаётся в зависимости от содержания задачи, часто достаточно нарисовать основание комбинаций этих тел, т. к. высота цилиндра равна высоте призмы.

Окружность основания цилиндра вписана в многоугольник основания призмы.

Радиус цилиндра — радиус окружности, вписанной в многоугольник основания призмы.

Apvilkta_trijst_piram1.png

Центр вписанной в треугольник окружности находится в точке пересечения биссектрис треугольника.

Apvilkta_cetrst_piram1.png

Центр окружности, вписанной в четырёхугольник, находится в точке пересечения биссектрис четырёхугольника. В четырёхугольник можно вписать окружность, если равны суммы длин противоположных сторон.

Формулы вычисления радиуса (r) вписанной окружности

Где (h) — высота, (S) — площадь, (p) — полупериметр, (a) — сторона.

Правильный треугольник r=13h;r=a36
Произвольный (и прямоугольный) треугольник (r =) Sp
Квадрат
Ромб

или

Правильный шестиугольник (r =) a32 

Перейти к содержанию

Цилиндр вписан в правильную четырехугольную призму

На чтение 1 мин. Просмотров 6.3k.

Цилиндр вписан в правильную четырехугольную призму. Радиус основания и высота цилиндра равны 3. Найдите площадь боковой поверхности призмы.

Цилиндр вписан в правильную четырехугольную призму

Решение: Площадь боковой поверхности призмы — это сумма площадей боковых прямоугольников. Для того, чтобы найти площадь прямоугольника нам надо знать его стороны. Высоту призмы мы уже знаем — это 3. Высота призмы равна высоте цилиндра, так как цилиндр вписан в призму, а значит, его основания содержатся в основаниях призмы.

Цилиндр вписан в правильную четырехугольную призму радиус основания и высоты 3

Отметим на рисунке диаметр основания цилиндра (темно-синяя линия). Очевидно, что диаметр основания цилиндра равен стороне боковой грани призмы. Таким образом, получаем, что ширина боковой грани призмы 6. Значит, площадь одной грани будет 6 cdot 3=18.

Таких  граней четыре. Значит надо 18 умножить на 4 и мы найдем площадь боковой поверхности призмы.

S=18 cdot 4=72

Ответ: 72

( 3 оценки, среднее 5 из 5 )

Призма описана около цилиндра, если ее основания — многоугольники, описанные около оснований цилиндра. Соответственно, цилиндр вписан в призму.

призма описанна около цилиндрацилиндр в призме

Цилиндр можно вписать в призму, если в основание призмы можно вписать окружность. Радиус вписанной окружности равен радиусу цилиндра. Высоты цилиндра и призмы равны. В школьном курсе изучается только прямой круговой цилиндр, соответственно, цилиндр в этом случае вписан в прямую призму.

Боковые грани описанной около цилиндра призмы являются касательными плоскостями к боковой поверхности цилиндра.

Найдем отношение объема призмы к объему вписанного в нее цилиндра:

    [frac{{{V_1}}}{{{V_2}}} = frac{{{S_{ocn}} cdot H}}{{pi {r^2}H}} = frac{{prH}}{{pi {r^2}H}} = frac{p}{{pi r}}.]

  p — полупериметр основания призмы, r — радиус вписанной в основание призмы окружности и радиус цилиндра, H — высота призмы и высота цилиндра.

В частности, отношение объема правильной треугольной призмы к объему вписанного цилиндра

    [frac{{{V_1}}}{{{V_2}}} = frac{p}{{pi r}} = frac{{frac{{3a}}{2}}}{{pi  cdot frac{a}{{2sqrt 3 }}}} = frac{{3sqrt 3 }}{pi }.]

Отношение объема правильной четырехугольной призмы к объему вписанного цилиндра

    [frac{{{V_1}}}{{{V_2}}} = frac{p}{{pi r}} = frac{{2a}}{{pi  cdot frac{a}{2}}} = frac{4}{pi }.]

Для правильной шестиугольной призмы это отношение равно

    [frac{{{V_1}}}{{{V_2}}} = frac{p}{{pi r}} = frac{{3a}}{{pi  cdot frac{{asqrt 3 }}{2}}} = frac{6}{{pi sqrt 3 }} = frac{{2sqrt 3 }}{pi }.]

Отношение площади боковой поверхности призмы к боковой поверхности вписанного цилиндра:

    [frac{{{S_1}}}{{{S_2}}} = frac{{{P_{ocn}} cdot H}}{{2pi rH}} = frac{{{P_{ocn}}}}{{2pi r}}.]

Поскольку половина периметра основания — полупериметр, 

    [frac{{{P_{ocn}}}}{2} = p, Rightarrow frac{{{S_1}}}{{{S_2}}} = frac{p}{{pi r}}.]

Таким образом, если цилиндр вписан в призму, отношение площади боковой поверхности призмы к боковой поверхности цилиндра равно отношению объема призмы к объему вписанного цилиндра. В частности, отношение площади боковой поверхности правильной треугольной призмы к площади боковой поверхности вписанного цилиндра

    [frac{{{S_1}}}{{{S_2}}} = frac{{{P_{ocn}}}}{{2pi r}} = frac{{3a}}{{2pi  cdot frac{a}{{2sqrt 3 }}}} = frac{{3sqrt 3 }}{pi }.]

Отношение боковой поверхности правильной четырехугольной призмы к боковой поверхности вписанного цилиндра

    [frac{{{S_1}}}{{{S_2}}} = frac{{{P_{ocn}}}}{{2pi r}} = frac{{4a}}{{2pi  cdot frac{a}{2}}} = frac{4}{pi }.]

Отношение боковой поверхности правильной шестиугольной призмы к боковой поверхности вписанного цилиндра

    [frac{{{S_1}}}{{{S_2}}} = frac{{{P_{ocn}}}}{{2pi r}} = frac{{6a}}{{2pi  cdot frac{{asqrt 3 }}{2}}} = frac{6}{{pi sqrt 3 }} = frac{{2sqrt 3 }}{pi }.]

При решении задач, в которых цилиндр вписан в призму, можно рассматривать часть сечения комбинации тел плоскостью, проходящей через ось цилиндра. Для прямой призмы это сечение — прямоугольник, стороны которого равны радиусу цилиндра и высоте цилиндра. Например, AA1O1O: AA1=H, AO=r.

Цилиндр вписан в правильную шестиугольную призму. Радиус основания цилиндра равен √3, а высота равна 2. Найдите площадь боковой поверхности призмы.
Цилиндр вписан в правильную шестиугольную призму. Радиус основания цилиндра равен √3, а высота равна 2.

Источник: mathege, Ященко ЕГЭ 2022 (36 вар).

Решение:

     Правильная шестиугольная призма – это шестиугольная призма у которой 2 основания правильные шестиугольники, а боковые грани 6 равны прямоугольников.
    Площадь боковой поверхности данной призмы – это площадь 6-х равных прямоугольников.
    Высота прямоугольника равна высоте цилиндра h = 2. Длина прямоугольника а, является стороной правильного шестиугольника и находится через радиус вписанной окружности по формуле:

a=frac{2cdot r}{sqrt{3}}=frac{2cdot sqrt{3}}{sqrt{3}}=2

    Найдём площадь боковой поверхности призмы:

Sбок. поверх. = 6·Sпрямоугольника = 6·h·a = 6·2·2 = 24

Ответ: 24.

Есть три секунды времени? Для меня важно твоё мнение!

Насколько понятно решение?

Средняя оценка: 3.6 / 5. Количество оценок: 220

Оценок пока нет. Поставь оценку первым.

Новости о решённых вариантах ЕГЭ и ОГЭ на сайте ↙️

Вступай в группу vk.com 😉

Расскажи, что не так? Я исправлю в ближайшее время!

В отзыве оставь любой контакт для связи, если хочешь, что бы я тебе ответил.

Добавить комментарий