Куб – правильный многогранник, каждая грань которого представляет собой квадрат. Все ребра куба равны.
Свойства куба:
1. В кубе $6$ граней и все они являются квадратами.
2. Противоположные грани попарно параллельны.
3. Все двугранные углы куба – прямые.
4. Диагонали равны.
5. Куб имеет $4$ диагонали, которые пересекаются в одной точке и делятся в ней пополам.
6. Диагональ куба в $√3$ раз больше его ребра
$B_1D=AB√3$
7. Диагональ грани куба в $√2$ раза больше длины ребра.
$DC_1=DC√2$
Пусть $а-$длина ребра куба, $d-$диагональ куба, тогда справедливы формулы:
Объем куба: $V=a^3={d^3}/{3√3}$.
Площадь полной поверхности: $S_{п.п}=6а^2=2d^2$
Радиус сферы, описанной около куба: $R={a√3}/{2}$
Радиус сферы, вписанной в куб: $r={a}/{2}$
При увеличении всех линейных размеров куба в $k$ раз, его объём увеличится в $k^3$ раз.
При увеличении всех линейных размеров куба в $k$ раз, площадь его поверхности увеличится в $k^2$ раз.
Прямоугольный параллелепипед
Параллелепипед называется прямоугольным, если его боковые ребра перпендикулярны к основанию, а основания представляют собой прямоугольники.
1. Квадрат диагонали прямоугольного параллелепипеда равен сумме квадратов трех его измерений (длины, ширины, высоты).
$B_1D^2=AD^2+DC^2+C_1C^2$
Формулы вычисления объема и площади поверхности прямоугольного параллелепипеда.
Чтобы были понятны формулы, введем обозначения:
$а$-длина;
$b$-ширина;
$с$-высота(она же боковое ребро);
$P_{осн}$-периметр основания;
$S_{осн}$-площадь основания;
$S_{п.п}$-площадь полной поверхности;
$V$-объем.
$V=a·b·c$ – объем равен произведению трех измерений прямоугольного параллелепипеда.
$S_{п.п}=2(ab+bc+ac)$.
Пирамида
Пирамидой называется многогранник, одна грань которого (основание) – многоугольник, а остальные грани (боковые) — треугольники, имеющие общую вершину.
Высотой ($h$) пирамиды является перпендикуляр, опущенный из ее вершины на плоскость основания.
$SO$ — высота.
Формулы вычисления объема и площади поверхности правильной пирамиды.
$h_a$ — высота боковой грани (апофема)
$S_{бок}={P_{осн}·h_a}/{2}$
$S_{п.п}=S_{бок}+S_{осн}$
$V={1}/{3}S_{осн}·h$
В основании лежат правильные многоугольники, рассмотрим их площади:
- Для равностороннего треугольника $S={a^{2}√3}/{4}$, где $а$ — длина стороны.
- Квадрат $S=a^2$, где $а$ — сторона квадрата.
Задачи на нахождение объема составного многогранника:
- Разделить составной многогранник на несколько параллелепипедов.
- Найти объем каждого параллелепипеда.
- Сложить объемы.
Задачи на нахождение площади поверхности составного многогранника.
— Если можно составной многогранник представить в виде прямой призмы, то находим площадь поверхности по формуле:
$S_{полн.пов.}=P_{осн}·h+2S_{осн}$
Чтобы найти площадь основания призмы, надо разделить его на прямоугольники и найти площадь каждого.
— Если составной многогранник нельзя представить в виде призмы, то площадь полной поверхности можно найти как сумму площадей всех граней, ограничивающих поверхность.
Факт 1.
(bullet) Куб – это прямоугольный параллелепипед, все грани которого – равные квадраты.
(bullet) Следовательно:
— ({color{red}{{small{объем куба}}}}) ищется по следующей формуле (где (a) – ребро куба): [{color{red}{{large{V=a^3}}}}] — ({color{red}{{small{диагональ куба}}}}) [{color{red}{{large{d^{,2}=3a^2}}}}] — ({color{red}{{small{площадь поверхности куба}}}}) равна сумме площадей шести одинаковых квадратов, т.е. [{color{red}{{large{S_{text{пов.куб}}=6a^2}}}}]
Факт 2.
(bullet) Если сфера вписана в куб (то есть касается всех его граней), то ее радиус равен (0,5a), где (a) – ребро куба.
(bullet) Если сфера описана около куба (то есть все вершины куба лежат на сфере), то ее радиус равен (0,5d), где (d) – диагональ куба.
(bullet) Центр сферы, вписанной в куб или описанной около куба, лежит в точке пересечения диагоналей куба.
Куб. Формулы, признаки и свойства куба
Определение.
Куб (гексаедр) — это трехмерная фигура, которая состоит из шести динаковых квадратов так, что каждый квадрат полностью соприкасается своими четырьмя сторонами к сторонам остальных четырех квадратов под прямым углом. Куб является правильным многогранником, у которого грани образованы из квадратов. Также кубом можно назвать прямоугольный параллелепипед, у которого все ребра равны.
Определение. Грань куба — это часть плоскости, ограниченная сторонами квадрата.
— куб имеет шесть граней;
— каждая грань куба пересекается с четырьмя другими гранями под прямым углом и параллельная шестой грани;
— грани имеют одинаковую площадь, которую можно найти, используя формулы для вычисления площади квадрата.
Определение. Ребро куба — это отрезок, образованный пересечением двух граней куба.
— куб имеет двенадцать ребер;
— каждый конец ребра соединен с двумя соседними ребрами под прямым углом;
— ребра куба имеют одинаковую длину.
Определение. Вершина куба — это самая отдаленная от центра куба точка, которая лежит на пересечения трех граней куба.
— куб имеет восемь вершин;
— каждая вершина образована только тремя гранями и тремя ребрами.
Определение. Центр грани куба (O1) — это равноудалена точка от всех ребер грани куба.
Определение. Центр куба (O) — это равноудалена точка от всех граней куба.
Определение. Ось куба (i) — это прямая, проходящая через центр куба и центры двух параллельных граней куба.
— куб имеет три оси;
— оси куба взаимно перпендикулярны.
Определение. Диагональ куба (d1) — отрезок, который соединяет противоположные вершины куба и проходит через центр куба.
— куб имеет четыре диагонали;
— диагонали куба пересекаются и делятся пополам в центре куба;
— диагонали куба имеют одинаковую длину.
Формула. Диагональ куба d1 через длину ребра a:
d1 = a√3
Определение. Диагональ грани куба (d2) -отрезок, который соединяет противоположные углы грани куба и проходит через центр грани куба.
Формула. Диагональ грани d2 через длину ребра a:
d2 = a√2
Определение. Объём куба — это совокупность всех точек в пространстве, ограниченные гранями куба.
Формула. Объём куба через длину ребра a:
V = a3
Формула. Объём куба через длину диагонали куба d1:
Определение. Площадь поверхности куба — это совокупность плоскостей всех граней.
Формула. Площадь поверхности куба через длину ребра a:
S = 6a2
Определение. Периметр куба — это совокупность длин всех ребер куба.
Формула. Периметр куба P через длину ребра a:
P = 12a
Определение. Сферой вписанной в куб называется сфера, центр которой совпадает с центром куба и которая касается центров граней куба.
— все шесть граней куба являются касательными плоскостями к вписанной сферы;
— радиус вписанной сферы равен половине длины ребра a.
Формула. Радиус вписанной сферы r через длину ребра a:
Формула. Объема вписанной сферы V через длину ребра a:
Определение. Сферой описанной вокруг куба называется сфера, центр которой совпадает с центром куба и которая соприкасается с восьмью вершинами куба.
— радиус описанной сферы равен половине длины диагонали (d1) куба.
Формула. Радиус описанной сферы R через длину ребра a:
Формула. Объема сферы описанной вокруг куба V через длину ребра a:
Свойства куба
1. В куб можно вписать тетраэдр так, чтобы все четыре вершины тетраэдра лежали на четырех вершинах куба, а все шесть ребер тетраэдра будут лежать на шести гранях куба и ребра будут равны диагонали грани куба.
2. В куб можно вписать правильный шестиугольник так, что все шесть вершин лежат в центрах граней куба.
Координаты вершин куба
1. Координаты вершин куба со стороной a и вершиной D в начале декартовой системы координат так, что ребра этой вершины лежат на осях координат:
A(a, 0, 0),
B(a, a, 0),
C(0, a, 0),
D(0, 0, 0),
E(a, 0, a),
F(a, a, a),
G(0, a, a),
H(0, 0, a).
2. Координаты вершин куба с длиной стороны 2a, у которого центр куба находится в начале декартовой системы координат так, что ребра куба параллельны осям координат:
A(a, —a, —a),
B(a, a, —a),
C(-a, a, —a),
D(-a, —a, —a),
E(a, —a, a),
F(a, a, a),
G(-a, a, a),
H(-a, —a, a).
Определение. Единичный куб — это куб, у которого длина ребер равна единице.
Пересечение куба плоскостью
1. Если пересечь куб плоскостью, проходящей через центр куба и центры двух противоположных граней, то в сечении будет квадрат, длина стороны которого будет равна длине ребра куба. Эта плоскость делит куб два равных прямоугольных параллелепипеда.
2. Если пересечь куб с ребром a плоскостью, проходящей через центр куба и два параллельных ребра, то в сечении будет прямоугольник со сторонами a и a√2, площадью сечения a2√2. Эта плоскость делит куб две равные призмы.
3. Если пересечь куб плоскостью, проходящей через центр и середины шести граней, то в сечении будет правильный шестиугольник со стороной a√2/2, площадью сечения a2(3√3)/4. У куба одна из диагоналей (FC) каждой грани, что пересекаются, перпендикулярна стороне шестиугольника.
4. Если пересечь куб плоскостью, проходящей через три вершины куба, то в сечении будет правильный треугольник со стороной a√2, площадью сечения a2√3/2 и объемом большей части — 5a3/6 и меньшей — a3/6. Одна из диагоналей куба (EC) перпендикулярна к плоскости сечения и проходит через центр треугольника (M) и делится плоскостью в отношении MC:EМ = 2:1.
Пусть (displaystyle a ) – длина ребра куба.
Найдем (displaystyle a { small ,}) используя формулу объема куба.
Правило
Объем куба
Объем куба (displaystyle V ) равен
(displaystyle V=a^3{ small ,} )
где (displaystyle a ) – длина ребра куба.
По условию (displaystyle V=64 { small ,}) поэтому получаем:
(displaystyle 64=a^3{ small ,} )
(displaystyle a^3=64{ small ,} )
(displaystyle a=4{small .} )
Найдем площадь поверхности куба по формуле:
Правило
Площадь поверхности куба
Площадь поверхности куба (displaystyle S ) равна
(displaystyle S=6a^2{ small ,} )
где (displaystyle a ) – длина ребра куба.
Получаем:
(displaystyle S=6cdot 4^2{ small ,} )
(displaystyle S=96{small .} )
Ответ: (displaystyle 96{small .})
Каталог заданий.
Куб
Пройти тестирование по этим заданиям
Вернуться к каталогу заданий
Версия для печати и копирования в MS Word
1
Тип 2 № 27055
Площадь поверхности куба равна 18. Найдите его диагональ.
Аналоги к заданию № 5041: 27055 72585 72539 72541 72543 72545 72547 72549 72551 72553 … Все
Кодификатор ФИПИ/Решу ЕГЭ: 5.3.1 Призма, её основания, боковые рёбра, высота, боковая поверхность
Классификатор стереометрии: Площадь поверхности куба
Решение
·
·
Курс Д. Д. Гущина
·
Сообщить об ошибке · Помощь
2
Тип 2 № 27056
Объем куба равен 8. Найдите площадь его поверхности.
Аналоги к заданию № 27056: 5043 72587 72589 72591 72593 72595 72597 72599 Все
Кодификатор ФИПИ/Решу ЕГЭ: 5.3.2 Параллелепипед; куб; симметрии в кубе, в параллелепипеде, 5.5.7 Объём куба, прямоугольного параллелепипеда, пирамиды, призмы
Классификатор стереометрии: Площадь поверхности куба
Решение
·
·
Курс Д. Д. Гущина
·
Сообщить об ошибке · Помощь
3
Тип 2 № 27061
Если каждое ребро куба увеличить на 1, то его площадь поверхности увеличится на 54. Найдите ребро куба.
Аналоги к заданию № 27061: 5053 72865 520184 520203 27145 72823 72825 72827 72829 72831 … Все
Кодификатор ФИПИ/Решу ЕГЭ: 5.3.2 Параллелепипед; куб; симметрии в кубе, в параллелепипеде
Классификатор стереометрии: Площадь поверхности куба
Решение
·
·
Курс Д. Д. Гущина
·
Сообщить об ошибке · Помощь
4
Тип 2 № 27081
Во сколько раз увеличится объем куба, если его ребра увеличить в три раза?
Аналоги к заданию № 27081: 73627 500957 73629 73631 73633 73635 73637 73639 Все
Кодификатор ФИПИ/Решу ЕГЭ: 5.3.2 Параллелепипед; куб; симметрии в кубе, в параллелепипеде, 5.5.7 Объём куба, прямоугольного параллелепипеда, пирамиды, призмы
Классификатор планиметрии: Отношение длин, площадей, объемов подобных фигур
Решение
·
·
Курс Д. Д. Гущина
·
Сообщить об ошибке · Помощь
5
Тип 2 № 27098
Диагональ куба равна Найдите его объем.
Аналоги к заданию № 27098: 74417 74419 74429 505446 74421 74423 74425 74427 Все
Кодификатор ФИПИ/Решу ЕГЭ: 5.5.7 Объём куба, прямоугольного параллелепипеда, пирамиды, призмы
Решение
·
·
Курс Д. Д. Гущина
·
Сообщить об ошибке · Помощь
Пройти тестирование по этим заданиям
Формулы стереометрии. Общий обзор!
Формулы стереометрии. В этой статье общий обзор формул для решения задач по стереометрии. Нужно сказать, что задачи по стереометрии довольно разнообразны, но они несложны. Это задания на нахождение геометрических величин: длин, углов, площадей, объёмов.
Рассматриваются: куб, прямоугольный параллелепипед, призма, пирамида, составной многогранник, цилиндр, конус, шар. Печалит тот факт, что некоторые выпускники на самом экзамене за такие задачи даже не берутся., хотя более 80% таких задач решаются элементарно, практически устно.
Остальные требуют небольших усилий, наличия знаний и специальных приёмов. В будущих статьях мы с вами будем рассматривать все эти задачи, не пропустите!
Для решения необходимо знать формулы площадей поверхности и объёмов параллелепипеда, пирамиды, призмы, цилиндра, конуса и шара. Ещё раз подчеркну, что сложных задач нет, все они решаются в 2-3 действия (максимум). Важно «увидеть» какую формулу необходимо применить, только и всего.
Все необходимые формулы представлены ниже:
Конечно, кроме указанных формул необходимо знать теорему Пифагора, определения тригонометрических функций, понятие средней линии треугольника и ещё немного теоретических фактов, о которых мы поговорим в следующей статье.
С уважением, Александр.
P.S: Буду благодарен Вам, если расскажете о сайте в социальных сетях.
Категория: Формулы Теория | ЕГЭ-№2Формулы
НЕ ОТКЛАДЫВАЙ! Заговори на английском!
ДОЛОЙ обидные ошибки на ЕГЭ!!
Подготовка к ЕГЭ, онлайн-обучение с Фоксворд!
Замучили боль и скованность в мышцах спины?
*Нажимая на кнопку, я даю согласие на рассылку, обработку персональных данных и принимаю политику конфиденциальности.
Куб — правильный прямоугольник, все стороны которого являются квадратами.
Обозначения
- $ABCDA_1B_1C_1D_1$ — куб
- $a$ — длина стороны куба
- $S_{text{бок.}}$ — площадь грани куба
- $V_{text{куба}}$ — объем куба
Объем куба
Объем куба считается по всем известной формуле $$ V_{text{куба}}=a^3 $$
Находим DB
В треугольнике $ADB$:
- $AD=AB=a$
- $angle DAB=90^{circ}$ — потому что все стороны куба являются квадратами
Так как треугольник $ADB$ прямоугольный, по теореме Пифагора $$ DB=sqrt{a^2+a^2}=sqrt{2}cdot a $$ Аналогичным образом, приходим к заключению, что длина всех диагоналей граней куба равна $sqrt{2}cdot a$.
Находим $DB_1$
В треугольнике $DBB_1$:
- $BB_1=a$
- $DB=sqrt{2}cdot a$ — как мы только что выяснили
- $angle DBB_1=90^{circ}$ — потому что прямая $BB_1$ параллельна плоскости $ABC$
Так как треугольник $DBB_1$ прямоугольный, по теореме Пифагора $$ DB_1=sqrt{a^2+2a^2}=sqrt{3}cdot a $$ Аналогичным образом, приходим к заключению, что длина всех диагоналей куба равна $sqrt{3}cdot a$.
Находим $AO$
Как мы выяснили ранее, $AC=sqrt{2}cdot a$. Точка $O$ делит $AC$ пополам, поэтому $$ AO=frac{AC}{2}=frac{sqrt{2}}{2}cdot a $$
Находим $A_1O$
В треугольнике $AA_1O$:
- $AA_1=a$
- $AO=frac{sqrt{2}}{2}cdot a$ — как мы только что выяснили
- $angle A_1AO=90^{circ}$ — потому что прямая $AA_1$ параллельна плоскости $ABC$
Так как треугольник $AA_1O$ прямоугольный, по теореме Пифагора $$ A_1O=sqrt{a^2+frac{2}{4}cdot a^2}=frac{sqrt{6}}{2}cdot a $$
Находим $BF$
Пусть F является серединой стороны B_1C_1. Тогда $B_1F=frac{a}{2}$. Из прямоугольного треугольника $BFB_1$ $$ BF=sqrt{frac{a^2}{4}+a^2}=frac{sqrt{5}cdot a}{2} $$
Категория:
- ЕГЭ по математике