Как найти сторону основания правильной четырехугольной призмы

Формулы призма

Для расчёта всех основных параметров призма воспользуйтесь калькулятором.

Виды призм

• Прямая призма — это призма, в которой все боковые грани перпендикулярны к основанию. Высота равна длине бокового ребра.

• Наклонная призма — это призма, в которой боковые грани не перпендикулярны к основанию.

• Правильная призма — это призма, в которой основания являются правильными многоугольниками. Правильная призма может быть, как прямой, так и наклонной.

• Усечённая призма — это призма, в которой основания не параллельны друг другу. Усечённая призма может быть, как прямой, так наклонной.

Основные свойства призмы

• Основание призмы — равные многоугольники
• Высота прямой призмы равна длине бокового ребра.
• Боковые ребра призмы параллельны и равны между собой.
• Перпендикулярное сечение перпендикулярно всем боковым ребрам и боковым граням.
• Боковые грани призмы — параллелограммы
• Высота наклонной призмы всегда меньше длины ребра.
• В прямой призме грани могут быть прямоугольниками или квадратами.

Площадь основания правильной призмы

$$ S_ <осн>= $$

Где:	N – количество сторон у основания пирамиды

Формулы объёма призмы

Объём призмы через площадь основания (S_ОСН) и высоту (h):

Объём наклонной призмы через площадь перпендикулярного сечения (S_П) и длину бокового ребра (b):

Объём правильной прямой призмы через высоту, длину стороны и количество сторон:

$$ V = * h * a * ctg(<\pi \over N>) $$

Где:	N – количество сторон у основания пирамиды
h – высота призмы
a – длина стороны основания призмы

Формулы площади поверхности правильной призмы

Площадь боковой поверхности призмы через периметр (P) основания и высоту (h)

Площадь поверхности призмы через площадь основания (S_ОСН), периметр основания (P) и высоту (h):

Площадь поверхности правильной призмы через высоту, длину стороны и количество сторон:

Объем четырехугольной призмы: как вычислить, формулы и примеры

Рассмотрим как вычислить объем четырехугольной призмы с формулами и примерами.

Стереометрия является важной частью общего курса геометрии, которая рассматривает характеристики пространственных фигур. Одной из таких фигур является четырехугольная призма. В данной статье подробнее раскроем вопрос, как рассчитывать объем призмы четырехугольной.

Что собой представляет призма четырехугольная?

Очевидно, что прежде чем приводить формулу объема призмы четырехугольной, необходимо дать ясное определение этой геометрической фигуры. Под такой призмой понимают трехмерный многогранник, который ограничен двумя произвольными одинаковыми четырехугольниками, лежащими в параллельных плоскостях, и четырьмя параллелограммами.

Отмеченные параллельные друг другу четырехугольники называются основаниями фигуры, а четыре параллелограмма — это боковые стороны. Здесь следует пояснить, что параллелограммы также являются четырехугольниками, однако основания не всегда являются параллелограммами. Пример неправильного четырехугольника, который вполне может быть основанием призмы, показан ниже на рисунке.

Любая четырехугольная призма состоит из 6 сторон, 8 вершин и 12 ребер. Существуют четырехугольные призмы разных видов. Например, фигура может быть наклонной или прямой, неправильной и правильной. Далее в статье покажем, как можно рассчитывать объем призмы четырехугольной с учетом ее вида.

Наклонная призма с неправильным основанием

Это самый несимметричный вид четырехугольной призмы, поэтому расчет ее объема будет относительно сложным. Определить объем фигуры позволяет следующее выражение:

Символом S_o здесь обозначена площадь основания. Если это основание представляет собой ромб, параллелограмм или прямоугольник, то рассчитать величину S_o несложно. Так, для ромба и параллелограмма справедлива формула:

где a — сторона основания, h_a — длина опущенной на эту сторону из вершины основания высоты.

Если основание представляет собой неправильный многоугольник (см. выше), то его площадь следует разбить на более простые фигуры (например, треугольники), вычислить их площади и найти их сумму.

В формуле для объема символом h обозначена высота призмы. Она представляет собой длину перпендикулярного отрезка между двумя основаниями. Поскольку призма является наклонной, то расчет высоты h следует проводить с использованием длины бокового ребра b и двугранных углов между боковыми гранями и основанием.

Правильная фигура и ее объем

Если основанием четырехугольной призмы является квадрат, а сама фигура будет прямой, то она называется правильной. Следует пояснить, что прямой призма называется тогда, когда все ее боковые стороны являются прямоугольниками и каждый из них перпендикулярен основаниям. Правильная фигура показана ниже.

Объем правильной четырехугольной призмы может быть вычислен по той же формуле, что и объем неправильной фигуры. Поскольку основанием является квадрат, то его площадь вычисляется просто:

Высота призмы h равна длине бокового ребра b (сторона прямоугольника). Тогда объем правильной призмы четырехугольной может быть рассчитан по следующей формуле:

Правильная призма с квадратным основанием называется прямоугольным параллелепипедом. Этот параллелепипед в случае равенства сторон a и b становится кубом. Объем последнего рассчитывается так:

Записанные формулы для объема V свидетельствуют о том, что чем выше симметрия фигуры, тем меньше линейных параметров требуется для вычисления этой величины. Так, в случае правильной призмы необходимое число параметров равно двум, а в случае куба — одному.

Задача с правильной фигурой

Рассмотрев вопрос нахождения объема призмы четырехугольной с точки зрения теории, применим полученные знания на практике.

Известно, что правильный параллелепипед имеет длину диагонали основания, равную 12 см. Длина диагонали его боковой стороны составляет 20 см. Необходимо рассчитать объем параллелепипеда.

Обозначим диагональ основания символом d_a, а диагональ боковой грани — символом d_b. Для диагонали d_a справедливы выражения:

Что касается величины d_b, то она является диагональю прямоугольника со сторонами a и b. Для нее можно записать следующие равенства:

Подставляя в последнее равенство найденное выражение для a, получим:

Теперь можно подставить полученные формулы в выражение для объема правильной фигуры:

Заменив d_a и d_b числами из условия задачи, приходим к ответу: V ≈ 1304 см 3 .

Вывод

Мы рассмотрели как найти объем четырехугольной призмы, а так же формулы, которые используются для нахождения объёма.

Правильная четырехугольная призма

При решении задач на тему «правильная четырехугольная призма» подразумевается, что:

Правильная призма — призма в основании которой лежит правильный многоугольник, а боковые ребра перпендикулярны плоскостям основания. То есть правильная четырехугольная призма содержит в своем основании квадрат. (см. выше свойства правильной четырехугольной призмы)

Задача.

В правильной четырёхугольной призме площадь основания 144 см 2 , а высота 14 см. Найти диагональ призмы и площадь полной поверхности.

Решение.
Правильный четырехугольник — это квадрат.
Соответственно, сторона основания будет равна √ 144 = 12 см.
Откуда диагональ основания правильной прямоугольной призмы будет равна
√( 12 2 + 12 2 ) = √288 = 12√2

Диагональ правильной призмы образует с диагональю основания и высотой призмы прямоугольный треугольник. Соответственно, по теореме Пифагора диагональ заданной правильной четырехугольной призмы будет равна:
√( ( 12√2 ) 2 + 14 2 ) = 22 см

Ответ: 22 см

Задача

Определите полную поверхность правильной четырехугольной призмы, если ее диагональ равна 5 см, а диагональ боковой грани равна 4 см.

Решение.
Поскольку в основании правильной четырехугольной призмы лежит квадрат, то сторону основания (обозначим как a) найдем по теореме Пифагора:

a 2 + a 2 = 5 2
2a 2 = 25
a = √12,5

Высота боковой грани (обозначим как h) тогда будет равна:

h 2 + 12,5 = 4 2
h 2 + 12,5 = 16
h 2 = 3,5
h = √3,5

Площадь полной поверхности будет равна сумме площади боковой поверхности и удвоенной площади основания

S = 2a 2 + 4ah
S = 25 + 4√12,5 * √3,5
S = 25 + 4√43,75
S = 25 + 4√(175/4)
S = 25 + 4√(7*25/4)
S = 25 + 10√7 ≈ 51,46 см 2 .