Lecția IV.8 conține următoarele grupuri de exerciții:

Alege rezolvarea exercițiului:

Exercițiul 1 (gratuit)

Rezolvare scurtă

Fie \( n = 4 \) numărul de laturi ale bazelor trunchiului de piramidă patrulateră regulată. Muchiile unui trunchi de piramidă sunt formate din: - muchiile bazei mari: \( n = 4 \) - muchiile bazei mici: \( n = 4 \) - muchiile laterale: \( n = 4 \) Numărul total de muchii este:\[ N = 3n \]\[ N = 3 \cdot 4 = 12 \]Răspunsul corect este d).

Rezolvare detaliată

Pasul 1: Identificarea structurii unui trunchi de piramidă patrulateră regulată

Un trunchi de piramidă patrulateră regulată este obținut prin secționarea unei piramide patrulatere regulate cu un plan paralel cu baza și îndepărtarea piramidei mici de la vârf. Acest corp geometric are următoarele elemente: - O bază mare, care este un pătrat (poligon cu 4 laturi). - O bază mică, care este tot un pătrat (poligon cu 4 laturi). - Fețe laterale, care sunt trapeze isoscele ce unesc vârfurile corespunzătoare ale celor două baze.

Pasul 2: Numărarea muchiilor trunchiului de piramidă

Muchiile trunchiului de piramidă se împart în trei categorii: 1. Muchiile bazei mari: Deoarece baza mare este un patrulater (pătrat), aceasta are \( 4 \) muchii. 2. Muchiile bazei mici: Deoarece baza mică este tot un patrulater (pătrat), aceasta are \( 4 \) muchii. 3. Muchiile laterale: Acestea fac legătura între cele \( 4 \) vârfuri ale bazei mari și cele \( 4 \) vârfuri corespunzătoare ale bazei mici, deci avem \( 4 \) muchii laterale.

Pasul 3: Calculul numărului total de muchii

Pentru a găsi numărul total de muchii, însumăm muchiile din cele trei categorii: \[ N_{\text{total}} = N_{\text{baza mare}} + N_{\text{baza mica}} + N_{\text{laterale}} \] \[ N_{\text{total}} = 4 + 4 + 4 \] \[ N_{\text{total}} = 12 \] Prin urmare, un trunchi de piramidă patrulateră regulată are în total 12 muchii, ceea ce corespunde opțiunii d).

Rezolvare scurtă:

Un trunchi de piramidă patrulateră are: - 4 muchii ale bazei mari - 4 muchii ale bazei mici - 4 muchii laterale \[ N = 4 + 4 + 4 = 12 \] Răspuns corect: d).

Cele mai importante aspecte ale lecției

Secționarea unei piramide sau a unui con cu un plan paralel cu baza produce la vârf un corp „asemenea” cu cel inițial, iar la bază un trunchi (de piramidă sau de con).

Proporționalitatea este cheia: Raportul distanțelor mici (muchii laterale, generatoare, înălțimi, raze, muchii ale bazei) la distanțele mari corespunzătoare este constant.
Exemplu practic: Dacă tăiem un con astfel încât raza de sus să fie o treime din raza bazei (\(\frac{1}{3}\)), atunci și înălțimea conului mic obținut va fi o treime din înălțimea totală a conului mare. Muchiile laterale (sau generatoarele) trunchiului se află prin scăderea bucății mici din bucata totală.
Dacă secționăm o piramidă cu un plan paralel cu baza sa, obținem în partea de sus o piramidă mică, având același vârf ca piramida inițială. Corpul geometric rămas în partea de jos, prin îndepărtarea piramidei mici, se numește trunchi de piramidă.
O piramidă triunghiulară regulată, cu vârful V situat deasupra centrului bazei. Baza mare este triunghiul ABC, cu vârful A poziționat în partea stânga jos. Piramida este secționată de un plan orizontal, paralel cu baza ABC, la o anumită distanță de vârf, creând o secțiune triunghiulară A'B'C'. Vârfurile A', B', C' sunt situate pe muchiile laterale VA, VB, respectiv VC. Desenul trebuie să evidențieze clar separarea în două corpuri geometrice: o piramidă mică VA'B'C' la vârf și un trunchi de piramidă A'B'C'ABC la bază. Muchiile vizibile se desenează cu linii continue, iar cele invizibile cu linii întrerupte, conform unei perspective 3D standard.
Piramida mică obținută este „asemenea” cu piramida inițială. Toate elementele corespunzătoare (muchii laterale, muchiile bazei, înălțimi) sunt proporționale: \[ \frac{VA'}{VA} = \frac{VB'}{VB} = \frac{VC'}{VC} = \frac{A'B'}{AB} = \frac{B'C'}{BC} = \frac{C'A'}{CA} \] (unde V este vârful, A, B, C sunt vârfurile bazei mari, iar A', B', C' sunt vârfurile corespunzătoare ale bazei secțiunii/bazei mici).
Elementele unui trunchi de piramidă:
  • Bazele: baza mare și baza mică sunt poligoane asemenea (au laturi proporționale și unghiuri congruente).
  • Fețele laterale: sunt trapeze. Dacă trunchiul provine dintr-o piramidă regulată, fețele laterale sunt trapeze isoscele.
  • Muchiile: muchiile bazei mari, muchiile bazei mici și muchiile laterale (segmentele care unesc vârfurile corespunzătoare ale celor două baze, ex: \(AA'\), \(BB'\)).
Similar cu piramida, dacă secționăm un con circular drept cu un plan paralel cu baza, obținem un con mic. Corpul rămas prin îndepărtarea conului mic se numește trunchi de con circular drept.
Un con circular drept este secționat de un plan orizontal, paralel cu baza. Vârful conului este V. Baza inferioară mare are centrul O și un punct A pe circumferința sa; segmentul OA este raza acesteia, iar segmentul VA este o generatoare a conului. Secțiunea, formând o bază superioară mică, are centrul O' și un punct A' pe circumferința sa; segmentul O'A' este raza acesteia, iar segmentul VA' este o generatoare a conului mic. Punctele V, O' și O sunt coliniare, cu O' situat pe segmentul VO (axa conului). Punctele V, A' și A sunt de asemenea coliniare, cu A' situat pe segmentul VA. Conul va fi reprezentat în perspectivă, iar liniile ascunse (invizibile) vor fi desenate cu linii întrerupte.
Conul mic este „asemenea” cu conul inițial, având elementele proporționale: \[ \frac{VA'}{VA} = \frac{O'A'}{OA} = \frac{VO'}{VO} \]
Elementele trunchiului de con:
  • Bazele: baza mare (un disc cu raza \( R = OA \)) și baza mică (un disc cu raza \( r = O'A' \)).
  • Generatoarea trunchiului (\( G \)): este segmentul de pe generatoarea conului inițial cuprins între cele două baze. Se calculează ca diferență între generatoarea conului mare și cea a conului mic: \( G = AA' = VA - VA' \).

Probleme de antrenament

Ușoară: Într-un con circular drept cu generatoarea de \( 20 \text{ cm} \) și raza bazei de \( 8 \text{ cm} \), se face o secțiune paralelă cu baza, obținându-se un con mic cu generatoarea de \( 5 \text{ cm} \). Determinați raza bazei conului mic.
Notăm generatoarele \( VA = 20 \text{ cm} \) și \( VA' = 5 \text{ cm} \), iar razele \( OA = 8 \text{ cm} \) și \( O'A' = r \).
Conform teoremei proporționalității: \[ \frac{VA'}{VA} = \frac{O'A'}{OA} \Rightarrow \frac{5}{20} = \frac{r}{8} \] \[ \frac{1}{4} = \frac{r}{8} \Rightarrow r = \frac{8}{4} = 2 \text{ cm} \] Răspuns: Raza bazei conului mic este \( 2 \text{ cm} \).
Medie: Se secționează o piramidă triunghiulară regulată \( VABC \) cu un plan paralel cu baza. Se știe că muchia laterală a piramidei mari este \( VA = 15 \text{ cm} \), latura bazei mari este \( AB = 9 \text{ cm} \), iar muchia laterală a piramidei mici formate este \( VA' = 5 \text{ cm} \). Calculați suma lungimilor tuturor muchiilor trunchiului de piramidă obținut.
Calculăm elementele trunchiului:
1. Muchia bazei mici (\(A'B'\)): \( \frac{VA'}{VA} = \frac{A'B'}{AB} \Rightarrow \frac{5}{15} = \frac{A'B'}{9} \Rightarrow \frac{1}{3} = \frac{A'B'}{9} \Rightarrow A'B' = 3 \text{ cm} \).
2. Muchia laterală a trunchiului (\(AA'\)): \( AA' = VA - VA' = 15 - 5 = 10 \text{ cm} \).
Trunchiul are 3 muchii ale bazei mari, 3 muchii ale bazei mici și 3 muchii laterale:
Suma = \( 3 \cdot AB + 3 \cdot A'B' + 3 \cdot AA' = 3 \cdot 9 + 3 \cdot 3 + 3 \cdot 10 = 27 + 9 + 30 = 66 \text{ cm} \).
Răspuns: Suma tuturor muchiilor este \( 66 \text{ cm} \).
Dificilă: Un trunchi de con circular drept are raza bazei mari \( R = 15 \text{ cm} \), raza bazei mici \( r = 5 \text{ cm} \) și generatoarea trunchiului \( G = 12 \text{ cm} \). Calculați lungimea generatoarei conului circular drept din care provine trunchiul.
Fie \( VA \) generatoarea conului mare și \( VA' \) generatoarea conului mic.
Știm că \( G = VA - VA' = 12 \text{ cm} \), deci \( VA = VA' + 12 \).
Folosind proporțiile: \[ \frac{VA'}{VA} = \frac{r}{R} \Rightarrow \frac{VA'}{VA' + 12} = \frac{5}{15} \] Simplificăm fracția din dreapta: \[ \frac{VA'}{VA' + 12} = \frac{1}{3} \] Înmulțim pe diagonală: \[ 3 \cdot VA' = VA' + 12 \] \[ 2 \cdot VA' = 12 \Rightarrow VA' = 6 \text{ cm} \] Generatoarea conului mare este \( VA = VA' + 12 = 6 + 12 = 18 \text{ cm} \).
Răspuns: Generatoarea conului inițial este \( 18 \text{ cm} \).

Învinge
tema
cu mii de rezolvări, lecții și teste: