Alege rezolvarea exercițiului:

Exercițiul 1 (gratuit)

Rezolvare scurtă

a)
Număr muchii piramidă triunghiulară \( = 3 \text{ (bază)} + 3 \text{ (laterale)} = 6 \neq 3 \). (F)
b)
Piramidă patrulateră \( \Rightarrow n = 4 \) laturi la bază \( \Rightarrow 4 \) fețe laterale. (A)
c)
Tetraedru regulat \( \Rightarrow \) toate fețele sunt triunghiuri echilaterale. (A)
d)
Fețele laterale ale oricărei piramide sunt triunghiuri, nu hexagoane. (F)
e)
Tetraedru \( = \) piramidă triunghiulară \( \Rightarrow 1 \text{ (bază)} + 3 \text{ (laterale)} = 4 \text{ fețe} \neq 3 \). (F)

Rezolvare detaliată

Analiza proprietăților piramidelor și tetraedrelor

Vom evalua fiecare afirmație bazându-ne pe definițiile și elementele caracteristice ale piramidelor studiate la clasa a VIII-a.

a) O piramidă triunghiulară are trei muchii.

O piramidă triunghiulară (sau tetraedru) are o bază triunghiulară și un vârf exterior planului bazei. Numărul total de muchii este format din muchiile bazei (3 laturi ale triunghiului) și muchiile laterale care unesc vârful cu fiecare vârf al bazei (încă 3 muchii). În total, o piramidă triunghiulară are \( 3 + 3 = 6 \) muchii. Verdict: Fals (F)

b) O piramidă patrulateră are patru fețe laterale.

Prin definiție, o piramidă \( n \)-gonală are \( n \) fețe laterale, deoarece fiecare latură a poligonului de bază corespunde unei fețe laterale triunghiulare. Pentru o piramidă patrulateră, baza are 4 laturi, deci există exact 4 fețe laterale. Verdict: Adevărat (A)

c) Fețele unui tetraedru regulat sunt delimitate de triunghiuri echilaterale.

Un tetraedru regulat este un corp geometric ale cărui toate cele 4 fețe sunt triunghiuri echilaterale congruente. Aceasta este proprietatea definitorie a tetraedrului regulat. Verdict: Adevărat (A)

d) Fețele laterale ale unei piramide hexagonale regulate sunt delimitate de hexagoane regulate.

Într-o piramidă, indiferent de forma bazei, fețele laterale sunt întotdeauna triunghiuri (în cazul piramidei regulate, acestea sunt triunghiuri isoscele congruente). Hexagonul regulat reprezintă baza piramidei, nu fețele laterale. Verdict: Fals (F)

e) Un tetraedru are trei fețe.

Cuvântul "tetraedru" provine din limba greacă, unde "tetra" înseamnă patru și "edron" înseamnă față. Un tetraedru este o piramidă triunghiulară și are în total 4 fețe: baza (1 față) și fețele laterale (3 fețe). Verdict: Fals (F)

Rezolvare scurtă:

a) Muchii \( = 3 + 3 = 6 \neq 3 \) (F) b) Patrulateră \( \Rightarrow 4 \) fețe laterale (A) c) Tetraedru regulat \( = 4 \) triunghiuri echilaterale (A) d) Fețe laterale \( = \) triunghiuri, nu hexagoane (F) e) Tetraedru \( = 4 \) fețe \( \neq 3 \) (F)

Cele mai importante aspecte ale lecției

Piramida: Poliedru format dintr-o bază poligonală și fețe laterale în formă de triunghi, unite într-un vârf comun.
Piramida regulată: Are la bază un poligon regulat, iar muchiile laterale sunt egale. Exemplu practic: Fețele laterale vor fi mereu triunghiuri isoscele.
Tetraedrul regulat: O piramidă triunghiulară unde absolut toate muchiile sunt egale, fiind format exclusiv din 4 triunghiuri echilaterale.
Desfășurarea: Rabatarea fețelor piramidei în plan, generând o rețea 2D utilă pentru studiul ariei corpului geometric.
Corp geometric: O figură tridimensională care ocupă un spațiu și are volum (ex: poliedrele, care au toate fețele poligoane).
Piramida: Un poliedru care are baza un poligon și fețele laterale triunghiuri cu un vârf comun (numit vârful piramidei sau apex).
În funcție de poligonul bazei, piramida se numește: triunghiulară, patrulateră, pentagonală, hexagonală etc.
O piramidă triunghiulară se mai numește și tetraedru.
Pentru a descrie o piramidă, folosim următoarele elemente structurale:
  • Vârfurile: Punctele care unesc muchiile (inclusiv vârful principal/apexul).
  • Muchiile: Segmentele care delimitează fețele. Se împart în muchii laterale (care pornesc din vârf) și muchiile bazei (laturile poligonului de la bază).
  • Fețele: Poligoanele care mărginesc piramida. Se împart în fețe laterale (întotdeauna triunghiuri) și fața bazei.
O piramidă patrulateră \( VABCD \) (cu vârful \( V \) și baza \( ABCD \)) are:
- 5 vârfuri (\( V, A, B, C, D \));
- 8 muchii (4 laterale și 4 ale bazei);
- 5 fețe (4 laterale și baza).
Piramida regulată: O piramidă cu baza poligon regulat (toate laturile și unghiurile bazei sunt egale) și muchiile laterale egale.
Într-o piramidă regulată, toate fețele laterale sunt triunghiuri isoscele congruente.

Tetraedrul regulat: O piramidă triunghiulară în care toate muchiile sunt egale (atât muchiile laterale, cât și muchiile bazei au aceeași lungime).
Într-un tetraedru regulat, toate cele patru fețe sunt triunghiuri echilaterale congruente.
Este orice piramidă triunghiulară regulată un tetraedru regulat?
Răspuns: Nu. O piramidă triunghiulară regulată are baza triunghi echilateral și muchiile laterale egale între ele. Însă muchiile laterale nu sunt obligatoriu egale cu muchiile bazei. Doar atunci când TOATE cele 6 muchii sunt egale, corpul devine tetraedru regulat.
Dacă tăiem o piramidă de-a lungul muchiilor laterale și "rabatăm" fețele pe planul bazei, fără a le deforma, obținem o figură plană numită desfășurare.
O ilustrație compusă din două imagini distincte, prezentând:
1.  **O piramidă patrulateră regulată (3D):** Reprezentată în perspectivă standard, cu baza un pătrat și cele patru fețe laterale triunghiulare convergând într-un singur vârf (apex). Muchiile vizibile sunt desenate cu linii continue solide, iar muchiile invizibile sunt redate cu linii întrerupte.
2.  **Desfășurarea plană a piramidei (2D):** O reprezentare bidimensională a suprafeței piramidei aplatizată. Aceasta este formată dintr-un pătrat central, reprezentând baza piramidei. De fiecare dintre cele patru laturi ale acestui pătrat este atașat câte un triunghi isoscel. Astfel, cele patru triunghiuri isoscele congruente sunt aranjate simetric în jurul pătratului central, extinzându-se outwards similar cu petalele unei flori deschise. Aceste triunghiuri reprezintă fețele laterale ale piramidei, iar laturile lor exterioare (neconectate la pătratul central) corespund muchiilor laterale egale ale piramidei.
Poligonul astfel format reprezintă o desfășurare a suprafeței piramidei, fiind foarte utilă pentru a înțelege din ce poligoane este alcătuit corpul și pentru a calcula aria totală a acestuia.

Probleme practice

Ușoară: Completați numărul de elemente pentru o piramidă hexagonală: număr de vârfuri (\(v\)), număr de fețe (\(f\)) și număr de muchii (\(m\)).
Baza este un hexagon (6 laturi, 6 vârfuri).
- Vârfuri (\(v\)): 6 puncte la bază + 1 apex = 7.
- Fețe (\(f\)): 6 fețe laterale + 1 fața bazei = 7.
- Muchii (\(m\)): 6 muchii ale bazei + 6 muchii laterale = 12.
Medie: O piramidă triunghiulară regulată \(VABC\) are muchia laterală \(VA = 10 \text{ cm}\) și muchia bazei \(AB = 5 \text{ cm}\). Calculați suma lungimilor tuturor muchiilor piramidei.
Piramida triunghiulară regulată are 3 muchii laterale egale și 3 muchii ale bazei egale.
1. Suma lungimilor muchiilor laterale: \( 3 \cdot 10 \text{ cm} = 30 \text{ cm} \).
2. Suma lungimilor muchiilor bazei: \( 3 \cdot 5 \text{ cm} = 15 \text{ cm} \).
3. Suma totală: \( 30 \text{ cm} + 15 \text{ cm} = 45 \text{ cm} \).
Răspuns: Suma muchiilor este 45 cm.
Dificilă: Un tetraedru regulat \(ABCD\) are muchia de \(2\sqrt{3} \text{ cm}\). Calculați aria unei fețe a tetraedrului.
Știm că toate fețele unui tetraedru regulat sunt triunghiuri echilaterale congruente.
Formula pentru aria unui triunghi echilateral de latură \( l \) este: \[ \mathcal{A} = \frac{l^2 \sqrt{3}}{4} \] Înlocuim latura \( l = 2\sqrt{3} \text{ cm} \): \[ \mathcal{A} = \frac{(2\sqrt{3})^2 \cdot \sqrt{3}}{4} = \frac{(4 \cdot 3) \cdot \sqrt{3}}{4} = \frac{12\sqrt{3}}{4} = 3\sqrt{3} \text{ cm}^2 \] Răspuns: Aria unei fețe este de \(3\sqrt{3} \text{ cm}^2\).

Învinge
tema
cu mii de rezolvări, lecții și teste: