ВИДЕОУРОК
Посмотрите на спичечный коробок. Он даёт
представление о геометрической фигуре, которая называется прямоугольным
параллелепипедом.
Прямой параллелепипед,
основаниями которого будут прямоугольники, называется прямоугольным параллелепипедом.
Прямоугольный
параллелепипед является четырёхугольной прямой призмой.
Спичечная коробка, кусок
мыла, кирпич дают представление про прямоугольный параллелепипед. Поверхность
прямоугольного параллелепипеда состоит из шести прямоугольников. Каждый из этих
прямоугольников называется гранью прямоугольного
параллелепипеда. В прямоугольном параллелепипеде противоположные
грани равны. Грань, на которой <<стоит>> прямоугольный параллелепипед,
и противоположная ей грань называются основаниями
параллелепипеда. Остальные грани называются боковыми
гранями.
Стороны прямоугольников
называются ребрами прямоугольного параллелепипеда. Каждое ребро, образованное
при пересечении двух боковых граней, называется боковым
ребром. Все боковые ребра прямоугольного параллелепипеда равны между
собою. Каждое из них является высотой прямоугольного
параллелепипеда.
Прямоугольный параллелепипед
имеет три измерения – длину, ширину и высоту. Длина каждого из трёх рёбер прямоугольного
параллелепипеда, которые выходят из одной вершины, называется измерением параллелепипеда.
Всего у прямоугольного
параллелепипеда 8 вершин и 12 рёбер. Его поверхность образуют 6 прямоугольников, которые называются гранями. В прямоугольном параллелепипеде 4 ребра одинаковой длины и таких четвёрок –
три. Короче говоря, прямоугольный параллелепипед имеет рёбра а, b и с.
Сумма длин всех рёбер прямоугольного параллелепипеда с рёбрами а, b, і с равна
4(а + b + с).
Некоторые свойства прямоугольного параллелепипеда.
– все грани – прямоугольники;
– диагональные сечения
– прямоугольники;
– все двугранные и
плоские углы – прямые;
– рёбра, которые
выходят из одной вершины, взаимно перпендикулярные;
– в прямоугольном
параллелепипеде противоположные грани равны и параллельны;
– диагонали прямоугольного
параллелепипеда пересекаются в одной точке и делятся в ней пополам;
– сумма квадратов
всех диагоналей прямоугольного параллелепипеда равна сумме квадратов всех его рёбер;
– квадрат диагонали
прямоугольного параллелепипеда равен сумме квадратов трёх его измерений;
– в прямоугольном
параллелепипеде все четыре диагонали равны между собой.
Теорема Пифагора для пространства.
Квадрат длины отрезка
равен сумме квадратов длин его проекций на три взаимно перпендикулярные прямые.
Если прямая образует
с взаимно перпендикулярными прямыми углы
φ1 , φ2 и φ3, то
cos2φ1 + cos2φ2 + cos2φ3 = 1.
Из следствия пространственной
теоремы Пифагора имеем ещё одно свойство прямоугольного параллелепипеда:
Сумма
квадратов косинусов углов, которые диагональ прямоугольного параллелепипеда
образует с его рёбрами, равна единицы.
Поверхность прямоугольного параллелепипеда.
Боковою поверхностью прямоугольного параллелепипеда называется
сумма площадей всех её боковых граней.
Полною поверхностью прямоугольного параллелепипеда называется
сумма её боковой поверхности и площади оснований.
Боковая поверхность прямоугольного параллелепипеда равна произведению
периметра основания на высоту прямоугольного параллелепипеда.
ЗАДАЧА:
Дано изображение прямоугольного
параллелепипеда
ABCDA1B1C1D1.
Определите взаимное размещение плоскости АВС и прямых:
ABCDA1B1C1D1.
Определите взаимное размещение плоскости АВС и прямых:
а) A1B1; б) BB1;
в) DB1; г) CD.
a) поскольку A1B1 ∥ AB,
AB ∈ α,
то A1B1 ∥ α;
б) поскольку BB1
⊥ AB, A1B1 ⊥ BC и AB ∈
α, BC ∈ α,
то BB1 ⊥ α;
в) поскольку прямая
DB, и плоскость α имеют общую точку D,
то прямая DB1 пересекает плоскость α;
г) прямая CD принадлежит плоскости α.
ЗАДАЧА:
Дано изображение прямоугольного
параллелепипеда
ABCDA1B1C1D1.
Пользуясь рисунком, определите:
ABCDA1B1C1D1.
Пользуясь рисунком, определите:
а) плоскость, которая
пересекает плоскость ABС;
б) плоскость, которая
параллельна плоскости АBС.
а) плоскость ABB1 пересекает плоскость АВС по прямой АВ;
плоскость BB1C1 пересекает плоскость АВС по прямой ВС;
плоскость DD1С1 пересекает плоскость АВС по прямой DС;
плоскость AA1D1 пересекает плоскость АВС по прямой АD;
б) плоскость A1B1C1 параллельная плоскости
АBС.
ЗАДАЧА:
Стороны основания прямоугольного
параллелепипеда относятся как 1 : 7, длины
диагоналей боковых граней равны 13
см и
37 см. Определите площадь полной поверхности параллелепипеда.
Так как противоположные грани
прямоугольного параллелепипеда – равные прямоугольники, то в задаче данными будут
длины диагоналей смежных боковых граней.
Пусть в прямоугольном параллелепипеде ABCDA1B1C1D1
отрезки D1A и D1C – диагонали смежных боковых граней.
D1A = 13 см, D1C = 37 см.
Стороны основания DA и DC будут ортогональными проекциями на плоскость основания диагоналей D1A и D1C соответственно. Поскольку большей наклонной соответствует большая проекция, то AD < CD и согласно условию
AD : CD = 1 : 7.
Пусть
AD = k см,
CD = 7k см (k > 0).
DD1 = Н см.
Тогда из
∆D1DA (∠ D = 90°) и
∆D1DC (∠ D = 90°)
по теореме Пифагора получим:
откуда
372 – 132 = 48k2, k = 5.
Поэтому,
AD = 5 см, CD = 35 см,
Sосн =
AD×CD =
5×35 = 175 (см2),
5×35 = 175 (см2),
P = 2(AD + CD) =
2(5 + 35) = 80 (см),
2(5 + 35) = 80 (см),
Sб
= P×H =
80×12 = 960 (см2),
80×12 = 960 (см2),
Sп =
Sб +
2Sосн =
960 + 2×175 = 1310 (см2).
960 + 2×175 = 1310 (см2).
ОТВЕТ: 1310 см2.
Решение стереометрических задач
с помощью тригонометрии.
ЗАДАЧА:
РЕШЕНИЕ:
Пусть ABCDA1B1C1D1 – заданный прямоугольный параллелепипедВ1D –
диагональ, В1D =
d, А1D –
проекция диагонали В1D на грань АА1D1D, поэтому ∠ В1DА1 –
угол, образующий диагональ с плоскостью этой грани. По условию, ∠ В1DА1 = α.
Аналогично
∠ В1DC1 – это угол, образующий диагональ с плоскостью
боковой грани DD1C1C. По условию,
∠ В1DC1 = β.Из ∆B1BD (∠ B = 90º):
B1B
= d
sin
α.
Другие уроки:
- Урок 1. Прямые и плоскости в пространстве
- Урок 2. Прямая призма
- Урок 3. Наклонная призма
- Урок 4. Правильная призма
- Урок 5. Параллелепипед
- Урок 7. Куб
- Урок 8. Пирамида
- Урок 9. Правильная пирамида
- Урок 10. Усечённая пирамида
- Урок 11. Цилиндр
- Урок 12. Вписанная и описанная призмы
- Урок 13. Конус
- Урок 14. Усечённый конус
- Урок 15. Вписанная и описанная пирамиды
- Урок 16. Сфера и шар
- Урок 17. Комбинация тел
Комментариев нет:
Отправить комментарий