Задачи с пирамидами. В данной статье продолжим рассматривать задачи с пирамидами. Их нельзя отнести к какому-то классу или типу заданий и дать общие (алгоритмы) рекомендации для решения. Просто здесь собраны оставшиеся задачи, не рассмотренные ранее.
Перечислю теорию, которую необходимо освежить в памяти перед решением: формула объёма пирамиды, свойства подобия фигур и тел, свойства правильных пирамид, теорема Пифагора, формула площади треугольника (в этой статье она вторая). Рассмотрим задачи:
От треугольной пирамиды, объем которой равен 80, отсечена треугольная пирамида плоскостью, проходящей через вершину пирамиды и среднюю линию основания. Найдите объем отсеченной треугольной пирамиды.
Объём пирамиды равен одной трети произведения площади её основания и высоты:
Данные пирамиды (исходная и отсечённая) имеют общую высоту, поэтому их объемы соотносятся как площади их оснований. Средняя линия от исходного треугольника отсекает треугольник площадь которого в четыре раза меньше, то есть:
Подробнее об этом можно посмотреть здесь.
Это означает, что объём отсечённой пирамиды будет в четыре раза меньше.
Таким образом, он будет равен 20.
Ответ: 20
*Посмотрите решение аналогичной задачи, использована формула площади треугольника.
Объем треугольной пирамиды равен 15. Плоскость проходит через сторону основания этой пирамиды и пересекает противоположное боковое ребро в точке, делящей его в отношении 1 : 2, считая от вершины пирамиды. Найдите больший из объемов пирамид, на которые плоскость разбивает исходную пирамиду.
Постоим пирамиду, обозначим вершины. Отметим на ребре AS точку Е, так чтобы AE была в два раза больше ES (в условии сказано, что ES относится к AE как 1 к 2), и построим указанную плоскость проходящую, через ребро АС и точку Е:
Проанализируем объём какой пирамиды будет больше: EABC или SEBC?
*Объём пирамиды равен одной трети произведения площади её основания и высоты:
Если рассмотреть две полученные пирамиды и в обеих принять за основание грань ЕВС, то становится очевидно, то объём пирамиды АЕВС будет больше объёма пирамиды SEBC. Почему?
Расстояние от точки А до плоскости ЕВС больше чем расстояние от точки S. А это расстояние играет у нас роль высоты.
Итак, найдём объём пирамиды ЕАВС.
Объём исходной пирамиды нам дан, основание у пирамид SАВС и ЕАВС общее. Если мы установим соотношение высот, то без труда сможем определить объём.
Из отношения отрезков ES и AE следует, что АЕ равно две третьих ES. Высоты пирамид SАВС и ЕАВС находятся в такой же зависимости — высота пирамиды ЕАВС будет равна 2/3 высоты пирамиды SАВС.
Таким образом, если
То
Ответ: 10
Объем правильной шестиугольной пирамиды 6. Сторона основания равна 1. Найдите боковое ребро.
В правильной пирамиде вершина проецируется в центр основания. Выполним дополнительные построения:
Найти боковое ребро мы можем из прямоугольного треугольника SOC. Для этого нужно знать SO и ОС.
SO это высота пирамиды, её мы можем вычислить используя формулу объёма:
Вычислим площадь основания. это правильный шестиугольник со стороной равной 1. Площадь правильного шестиугольника равна площади шести равносторонних треугольников с такой же стороной, подробнее об этом изложено здесь (п.6), итак:
Значит
ОС = ВС = 1, так как в правильном шестиугольнике отрезок соединяющий его центр с вершиной равен стороне этого шестиугольника.
Таким образом, по теореме Пифагора:
Ответ: 7
Объем тетраэдра равен 200. Найдите объем многогранника, вершинами которого являются середины ребер данного тетраэдра.
Объем указанного многогранника равен разности объемов исходного тетраэдра V0 и четырех равных тетраэдров, каждый из которых получается отсечением плоскостью, проходящей через середины рёбер, имеющих общую вершину:
Определим, чему равен объём отсеченного тетраэдра.
Отметим, что исходный тетраэдр и «отсечённый» тетраэдр являются подобными телами. Известно, что отношение объёмов подобных тел равно k3, где k — коэффициент подобия. В данном случае он равен 2 (так как все линейные размеры исходного тетраэдра в два раза больше соответствующих размеров отсечённого):
Вычислим объём отсечённого тетраэдра:
Таким образом, искомый объём будет равен:
Ответ: 100
Площадь поверхности тетраэдра равна 120. Найдите площадь поверхности многогранника, вершинами которого являются середины ребер данного тетраэдра.
Первый способ:
Искомая поверхность состоит из 8 равносторонних треугольников со стороной, вдвое меньшей ребра исходного тетраэдра. Поверхность исходного тетраэдра состоит из 16-ти таких треугольников (на каждой из 4 граней тетраэдра по 4 треугольника), поэтому искомая площадь равна половине площади поверхности данного тетраэдра и равна 60.
Второй способ:
Так как известна площадь поверхности тетраэдра, то мы можем найти его ребро, затем определить длину ребра многогранника и далее вычислить площадь его поверхности.
Площадь поверхности тетраэдра состоит из четырёх равных по площади правильных треугольников. Пусть сторона такого треугольника (ребро тетраэдра) равна а, тогда можем записать:
Ребра многогранника равны его половине ребра тетраэдра, то есть:
*Они проходят через середины рёбер тетраэдра.
Многогранник имеет восемь равных граней являющихся правильными треугольниками, значит его площадь поверхности будет равна:
*Данное решение алгебраическое и рациональным его назвать никак нельзя, представлено как альтернативный вариант.
Ответ: 60
27115. От треугольной пирамиды, объем которой равен 12, отсечена треугольная пирамида плоскостью, проходящей через вершину пирамиды и среднюю линию основания. Найдите объем отсеченной треугольной пирамиды.
Посмотреть решение
27175. Ребра тетраэдра равны 1. Найдите площадь сечения, проходящего через середины четырех его ребер.
Посмотреть решение
27214. Объем тетраэдра равен 1,9. Найдите объем многогранника, вершинами которого являются середины ребер данного тетраэдра.
Посмотреть решение
На этом всё. Успеха Вам!
С уважением, Александр Крутицких.
P.S: Буду благодарен Вам, если расскажете о сайте в социальных сетях.
Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 2 № 27180 
i
Объем правильной шестиугольной пирамиды 6. Сторона основания равна 1. Найдите боковое ребро.
Спрятать решение
Решение.
Площадь основания равна
Из формулы для объема пирамиды найдем высоту:
В правильном шестиугольнике сторона равна радиусу описанной окружности, поэтому найдем боковое ребро пирамиды по теореме Пифагора:
Ответ: 7.
Аналоги к заданию № 27180: 76787 76789 76791 … Все
Кодификатор ФИПИ/Решу ЕГЭ: 5.5.7 Объём куба, прямоугольного параллелепипеда, пирамиды, призмы
Спрятать решение
·
Видеокурс
·
Помощь
Правильная шестиугольная пирамида — пирамида, в основании которой лежит правильный шестиугольник.
Обозначения
- $SABCDEF$ — правильная шестиугольная пирамида
- $O$ — центр основания пирамиды
- $a$ — длина стороны основания пирамиды
- $h$ — длина бокового ребра пирамиды
- $S_{text{осн.}}$ — площадь основания пирамиды
- $V_{text{пирамиды}}$ — объем пирамиды
Площадь основания пирамиды
В основаниях пирамиды находится правильный шестиугольник со стороной $a$. По свойствам правильного шестиугольника, площадь основания пирамиды равна $$ S_{text{осн.}}=frac{3sqrt{3}}{2}cdot a^2 $$
Правильный шестиугольник в основании пирамиды
По свойствам правильного шестиугольника, треугольники AOB, BOC, COD, DOE, EOF, FOA являются правильными треугольниками. Отсюда следует, что $$ AO=OD=EO=OB=CO=OF=a $$ Проводим отрезок AE, пересекающийся с отрезком CF в точке M. Треугольник AEO равнобедренный, в нём $AO=OE=a, angle EOA=120^{circ}$. По свойствам равнобедренного треугольника $$ AE=acdotsqrt{2(1-cos EOA)}=sqrt{3}cdot a $$ Аналогичным образом приходим к заключению, что $ AC=CE=sqrt{3}cdot a $, $FM=MO=frac{1}{2}cdot a$.
Находим $SO$
Прямая $SO$ является высотой пирамиды, поэтому $angle SOF=90^{circ}$. Треугольник $SOF$ прямоугольный, в нем $FO=a, FS=h$. По свойствам прямоугольного треугольника $$ SO=sqrt{FS^2-FO^2}=sqrt{h^2-a^2} $$
Объем пирамиды
Объем пирамиды вычисляется как треть произведения площади ее основания на ее высоту. Высотой правильной пирамиды является отрезок $SO$. В основании правильной шестиугольной призмы находится правильный шестиугольник, площадь которого нам известна. Получаем $$ V_{text{пирамиды}}=frac{1}{3}cdot S_{text{осн.}}cdot SO=frac{sqrt{3}}{2}cdot a^2 cdot sqrt{h^2-a^2} $$
Находим $ST$ и $TO$
Пусть точка $T$ является серединой ребра $AF$. Треугольник $AOF$ правильный, поэтому, по свойствам правильного треугольника $$ TO=frac{sqrt{3}}{2}cdot a $$ Треугольник $STO$ прямоугольный, высота $SO$ равна $sqrt{h^2-a^2}$. По теореме Пифагора $$ ST=sqrt{SO^2+TO^2}=sqrt{h^2-frac{1}{4}cdot a^2} $$
Правильной называется такая пирамида, у которой в основании лежит правильный многоугольник, а вершина пирамиды проецируется в центр основания.
Основание правильной шестиугольной пирамиды состоит из 6 правильных треугольников.
Для ответа на вопрос задачи нужно знать длину стороны основания и высоту пирамиды.
Сторона =1, высоту найдем из объема
Формула объема пирамиды:
V=S•h:3, где S – площадь основания, h – высота пирамиды. ⇒
h=3V:S
S= площади 6 правильных треугольников, площадь каждого а²√3):4
S=6•1²•√3):4=1,5√3⇒
h=3•6:1,5√3=4√3
Обозначим высоту пирамиды SO, а СО — отрезок, соединяющий одну из вершин основания и его центр.
СО=1, т.к. О- общая вершина правильных треугольников, составляющих правильный шестиугольник.
Боковое ребро найдем по т.Пифагора из прямоугольного ∆ SOC.
SC=√(SO²+OC²)=√(48+1)=7 (ед. длины)
Видео по теме
Задача 1. В правильной четырехугольной пирамиде 
точка 
– центр основания, 
– вершина, 
Найдите длину отрезка 
.
Решение: + показать
Задача 2. В правильной четырехугольной пирамиде точка – центр основания, – вершина, 
Найдите боковое ребро 
Решение: + показать
Задача 3. Стороны основания правильной четырехугольной пирамиды равны 
боковые ребра равны 
Найдите площадь поверхности этой пирамиды.
Решение: + показать
Задача 4. В правильной четырёхугольной пирамиде точка — центр основания, — вершина, 
Найдите длину отрезка 
Решение: + показать
Задача 5. Основанием пирамиды является прямоугольник со сторонами 
и 
Ее объем равен 
Найдите высоту этой пирамиды.
Решение: + показать
Задача 6. В правильной четырёхугольной пирамиде с основанием 
боковое ребро 
равно 
сторона основания равна 
Найдите объём пирамиды.
Решение: + показать
Задача 7. В правильной четырёхугольной пирамиде все рёбра равны 
Найдите площадь сечения пирамиды плоскостью, проходящей через середины боковых рёбер.
Решение: + показать
Задача 8. Даны две правильные четырёхугольные пирамиды. Объём первой пирамиды равен 
У второй пирамиды высота в 
раза больше, а сторона основания в 
раза больше, чем у первой. Найдите объём второй пирамиды.
Решение: + показать
Задача 9. В правильной четырёхугольной пирамиде боковое ребро равно 
а тангенс угла между боковой гранью и плоскостью основания равен 
Найти сторону основания пирамиды.
Решение: + показать
Задача 10. Основанием пирамиды является прямоугольник со сторонами 
и Ее объем равен 
Найдите высоту этой пирамиды.
Решение: + показать
Задача 11. Стороны основания правильной четырехугольной пирамиды равны 
боковые ребра равны 
Найдите площадь поверхности этой пирамиды.
Решение: + показать
Задача 12. В правильной треугольной пирамиде 
медианы основания 
пересекаются в точке . Площадь треугольника равна 
объем пирамиды равен Найдите длину отрезка 
.
Решение: + показать
Задача 13. В правильной треугольной пирамиде точка 
— середина ребра 
— вершина. Известно, что 
а 
. Найдите площадь боковой поверхности пирамиды.
Решение: + показать
Задача 14. Найдите объем правильной треугольной пирамиды, стороны основания которой равны 
а высота равна 
Решение: + показать
Задача 15. Найдите высоту правильной треугольной пирамиды, стороны основания которой равны 
а объем равен 
Решение: + показать
Задача 16. Стороны основания правильной шестиугольной пирамиды равны 
боковые ребра равны 
Найдите площадь боковой поверхности этой пирамиды.
Решение: + показать
Задача 17. Объем правильной шестиугольной пирамиды 
Сторона основания равна Найдите боковое ребро.
Решение: + показать
Задача 18. Во сколько раз увеличится объем пирамиды, если ее высоту увеличить в два раза?
Решение: + показать
Задача 19. Во сколько раз увеличится площадь поверхности правильного тетраэдра, если все его ребра увеличить в раз?
Решение: + показать
Задача 20. Во сколько раз увеличится объем правильного тетраэдра, если все его ребра увеличить в пять раз?
Решение: + показать
Задача 21. Основанием пирамиды служит прямоугольник, одна боковая грань перпендикулярна плоскости основания, а три другие боковые грани наклонены к плоскости основания под углом 
°. Высота пирамиды равна 
Найдите объем пирамиды.
Решение: + показать
Задача 22. Боковые ребра треугольной пирамиды взаимно перпендикулярны, каждое из них равно Найдите объем пирамиды.
Решение: + показать
Задача 23. От треугольной призмы, объем которой равен 
отсечена треугольная пирамида плоскостью, проходящей через сторону одного основания и противоположную вершину другого основания. Найдите объем оставшейся части.
Решение: + показать
Задача 24. Объем треугольной пирамиды SABC, являющейся частью правильной шестиугольной пирамиды SABCDEF, равен 
Найдите объем шестиугольной пирамиды. Видео по теме 1 2 
Решение: + показать
Задача 25. Сторона основания правильной шестиугольной пирамиды равна 8, боковое ребро равно 16. Найдите объём пирамиды.
Решение: + показать
Задача 26. Сторона основания правильной шестиугольной пирамиды равна а угол между боковой гранью и основанием равен 
Найдите объем пирамиды.
Решение: + показать
Задача 27. Найдите объём правильной шестиугольной пирамиды 
если объём треугольной пирамиды 
равен 
Решение: + показать
Задача 28. Объем параллелепипеда 
равен Найдите объем треугольной пирамиды 
Решение: + показать
Задача 29. Объем куба равен 
Найдите объем четырехугольной пирамиды, основанием которой является грань куба, а вершиной — центр куба.
Решение: + показать
Задача 30. Найдите объем пирамиды, изображенной на рисунке. Ее основанием является многоугольник, соседние стороны которого перпендикулярны, а одно из боковых ребер перпендикулярно плоскости основания и равно 
Решение: + показать
Задача 31. Объем правильной четырехугольной пирамиды равен 
Точка 
— середина ребра 
. Найдите объем треугольной пирамиды 
.
Решение: + показать
Задача 32. От треугольной пирамиды, объем которой равен 
отсечена треугольная пирамида плоскостью, проходящей через вершину пирамиды и среднюю линию основания. Найдите объем отсеченной треугольной пирамиды.
Решение: + показать
Задача 33. Ребра тетраэдра равны 
Найдите площадь сечения, проходящего через середины четырех его ребер.
Решение: + показать
Вы можете пройти тест