Зарубљена пирамида 1

Површина и запремина зарубљене пирамиде. Тространа зарубљена пирамида.

Зарубљена пирамида настаје кад се пирамида пресече равни паралелном основи и одстрани део са врхом. Основе B1B_1 и B2B_2 су слични многоуглови, а бочне стране једнакокраки трапези. Површина је P=B1+B2+MP = B_1 + B_2 + M, а запремина V=H3(B1+B1B2+B2)V = \frac{H}{3}\left(B_1 + \sqrt{B_1B_2} + B_2\right).

Код правилне тростране зарубљене пирамиде са основним ивицама aa и bb је B1=a234B_1 = \frac{a^2\sqrt3}{4}, B2=b234B_2 = \frac{b^2\sqrt3}{4} и M=3⋅a+b2⋅hM = 3 \cdot \frac{a + b}{2} \cdot h. Апотему hh налазите из правоуглог трапеза: h2=H2+(r1−r2)2h^2 = H^2 + (r_1 - r_2)^2, где су r1=a36r_1 = \frac{a\sqrt3}{6} и r2=b36r_2 = \frac{b\sqrt3}{6} полупречници уписаних кружница. Честа грешка је запремина H⋅B1+B22H \cdot \frac{B_1 + B_2}{2}: она увек даје превелику вредност, осим кад су основе једнаке. Висина HH је растојање основа, а не бочна ивица.

Hhba
30 cm
60 cm
40 cm
Отвор B₁
1559 cm²
Дно B₂
390 cm²
Апотема h
40,93 cm
Запремина V
36,4 l
Почетне мере су мере жардињере, са ужим дном: запремина је око 36,4 l. Изједначите ивице дна и отвора: добијате призму, а образац прелази у V=BHV = BH.

Жардињере, канте, левци за житарице и бетонски темељи стубова често имају облик зарубљене пирамиде; по овим обрасцима рачуна се колико у њих стане и колико материјала треба.

Земља за жардињеру

Жардињера има облик правилне тростране зарубљене пирамиде: отвор је једнакостранични троугао ивице 60 cm, дно троугао ивице 30 cm, а висина је 40 cm. Колико литара земље треба да се жардињера напуни до врха?

Решење

  1. Површине основа: B1=60234=9003B_1 = \frac{60^2\sqrt3}{4} = 900\sqrt3 cm² и B2=30234=2253B_2 = \frac{30^2\sqrt3}{4} = 225\sqrt3 cm².
  2. Средњи члан: B1B2=900⋅225⋅3=4503\sqrt{B_1B_2} = \sqrt{900 \cdot 225 \cdot 3} = 450\sqrt3 cm².
  3. Запремина: V=403(9003+4503+2253)=403⋅15753=21 0003≈36 373V = \frac{40}{3}\left(900\sqrt3 + 450\sqrt3 + 225\sqrt3\right) = \frac{40}{3} \cdot 1575\sqrt3 = 21\,000\sqrt3 \approx 36\,373 cm³.
  4. Пошто је 1 l = 1000 cm³, то је око 36,4 l.
  5. Провера: погрешан образац H⋅B1+B22H \cdot \frac{B_1 + B_2}{2} дао би 22 5003≈38 97122\,500\sqrt3 \approx 38\,971 cm³, око 2,6 l превише.

Одговор: За жардињеру треба око 36,4 литра земље.

Задатак за вежбу

Правилна тространа зарубљена пирамида има основне ивице 8 cm и 2 cm, а апотему 2 cm. Израчунајте њену површину и запремину.

Прикажи решење

r1−r2=(8−2)36=3r_1 - r_2 = \frac{(8 - 2)\sqrt3}{6} = \sqrt3 cm, па је H=22−3=1H = \sqrt{2^2 - 3} = 1 cm. P=163+3+3⋅8+22⋅2=173+30≈59,44P = 16\sqrt3 + \sqrt3 + 3 \cdot \frac{8 + 2}{2} \cdot 2 = 17\sqrt3 + 30 \approx 59{,}44 cm², V=13(163+43+3)=73≈12,12V = \frac{1}{3}\left(16\sqrt3 + 4\sqrt3 + \sqrt3\right) = 7\sqrt3 \approx 12{,}12 cm³.