Површина шестостране призме

Дефиниције, формуле, решени задаци.

Задаци


Текст задатака објашњених у видео лекцији:

Пр.1)   Израчунати површину правилне шестостране призме чија

           је основна ивица 6cm, а висина призме 12cm.

Пр.2)   Ако је површина основе правилне шестостране пизме

           243cm224\sqrt 3 c{m^2}, а висина 10cm, израчунати површину

           те призме.

Пр.3)   Ако је полупречник описаног круга око правилне шестостране

           једнакоивичне призме 6cm, израчунати површину те призме.

Пр.4)   Ако најдужа просторна дијагонала правилне шестостране

           призме заклапа са равни основе угао од 60∘{60^ \circ }, израчунати

           површину те призме.


Пр.1)   

636 png

a=6cmH=12cm‾P=?P=2B+MB=6⋅a234B=6⋅6234B=543cm2M=6aHM=6⋅6⋅12M=432cm2P=2⋅543+432P=1083+432cm2\begin{aligned}&a = 6cm \\ &\underline {H = 12cm} \\ &P = ? \\ & \\ &P = 2B + M \\ & \\ &\begin{array}{cccccccccccccccccccc} \begin{aligned}&B = 6 \cdot \frac{{{a^2}\sqrt 3 }}{4} \\ &B = 6 \cdot \frac{{{6^2}\sqrt 3 }}{4} \\ &B = 54\sqrt 3 c{m^2}\end{aligned} &{}&\begin{aligned}&M = 6aH \\ &M = 6 \cdot 6 \cdot 12 \\ &M = 432c{m^2}\end{aligned} \end{array} \\ & \\ &P = 2 \cdot 54\sqrt 3 + 432 \\ &P = 108\sqrt 3 + 432c{m^2}\end{aligned}

Пр.2)   

B=243cm2H=10cm‾P=?P=2B+MB=6⋅a234243=6⋅a234a23=163a2=16a=4cmM=6aHM=6⋅4⋅12M=240cm2P=2⋅243+240P=483+240cm2\begin{aligned}&B = 24\sqrt 3 c{m^2} \\ &\underline {H = 10cm} \\ &P = ? \\ & \\ &P = 2B + M \\ & \\ &\begin{array}{cccccccccccccccccccc} \begin{aligned}&B = 6 \cdot \frac{{{a^2}\sqrt 3 }}{4} \\ &24\sqrt 3 = 6 \cdot \frac{{{a^2}\sqrt 3 }}{4} \\ &{a^2}\sqrt 3 = 16\sqrt 3 \\ &{a^2} = 16 \\ &a = 4cm\end{aligned} &{}&\begin{aligned}&M = 6aH \\ &M = 6 \cdot 4 \cdot 12 \\ &M = 240c{m^2}\end{aligned} \end{array} \\ & \\ &P = 2 \cdot 24\sqrt 3 + 240 \\ &P = 48\sqrt 3 + 240c{m^2}\end{aligned}

Пр.3)  

637 png

ro=6cmH=a‾P=?ro=aa=6cmH=6cmB=6⋅a234B=6⋅6234B=543cm2M=6aHM=6⋅6⋅6M=216cm2P=2B+MP=2⋅543+216P=1083+216cm2\begin{aligned}&{r_o} = 6cm \\ &\underline {H = a} \\ &P = ? \\ & \\ &{r_o} = a \\ &a = 6cm \\ &H = 6cm \\ & \\ &\begin{array}{cccccccccccccccccccc} \begin{aligned}&B = 6 \cdot \frac{{{a^2}\sqrt 3 }}{4} \\ &B = 6 \cdot \frac{{{6^2}\sqrt 3 }}{4} \\ &B = 54\sqrt 3 c{m^2}\end{aligned} &{}&\begin{aligned}&M = 6aH \\ &M = 6 \cdot 6 \cdot 6 \\ &M = 216c{m^2}\end{aligned} \end{array} \\ & \\ &P = 2B + M \\ &P = 2 \cdot 54\sqrt 3 + 216 \\ &P = 108\sqrt 3 + 216c{m^2}\end{aligned}

Пр.4)   

638 png

H=63cm‾P=?\begin{aligned}&\underline {H = 6\sqrt 3 cm} \\ &P = ?\end{aligned}

639 png

H=2dv3263=dv3dv=6cmdv=2a2a=6a=3cmP=2B+MB=6⋅a234B=6⋅3234B=2732cm2M=6aHM=6⋅3⋅63M=1083cm2P=2⋅2732+1083P=273+1083P=1353cm2\begin{aligned}&H = \frac{{2{d_v}\sqrt 3 }}{2} \\ &6\sqrt 3 = {d_v}\sqrt 3 \\ &{d_v} = 6cm \\ & \\ &{d_v} = 2a \\ &2a = 6 \\ &a = 3cm \\ & \\ &P = 2B + M \\ & \\ &\begin{array}{cccccccccccccccccccc} \begin{aligned}&B = 6 \cdot \frac{{{a^2}\sqrt 3 }}{4} \\ &B = 6 \cdot \frac{{{3^2}\sqrt 3 }}{4} \\ &B = \frac{{27\sqrt 3 }}{2}c{m^2}\end{aligned} &{}&\begin{aligned}&M = 6aH \\ &M = 6 \cdot 3 \cdot 6\sqrt 3 \\ &M = 108\sqrt 3 c{m^2}\end{aligned} \end{array} \\ & \\ &P = 2 \cdot \frac{{27\sqrt 3 }}{2} + 108\sqrt 3 \\ &P = 27\sqrt 3 + 108\sqrt 3 \\ &P = 135\sqrt 3 c{m^2}\end{aligned}

Основа правилне шестостране призме је правилан шестоугао, састављен од шест једнакостраничних троуглова ивице aa. Зато је B=6⋅a234=3a232B = 6 \cdot \frac{a^2\sqrt{3}}{4} = \frac{3a^2\sqrt{3}}{2}. Омотач чини шест правоугаоника, M=6aHM = 6aH, па је P=2B+M=3a23+6aHP = 2B + M = 3a^2\sqrt{3} + 6aH.

Корисне везе у основи: полупречник описаног круга једнак је ивици, ro=ar_o = a; дужа дијагонала је dv=2ad_v = 2a, а краћа dm=a3d_m = a\sqrt{3}. Једнакоивична призма има H=aH = a. Ако најдужа просторна дијагонала са основом гради угао од 60∘60^\circ, онда је H=dv3H = d_v\sqrt{3}. Кад је задата површина основе, из 3a232=B\frac{3a^2\sqrt{3}}{2} = B прво нађите aa. Честа грешка је да се за основу узме a234\frac{a^2\sqrt{3}}{4}, што је само један од шест троуглова.

aH
3 cm
8 cm
Основа B
23,38 cm²
Омотач M
144 cm²
Површина P
190,8 cm²
Удео основа
24,5%
Слика прати задатак за вежбу (оловка је сувише танка за цртеж). Кад решите задатак, поставите a=2a = 2 cm и H=10H = 10 cm и проверите резултат; што је призма виша, то основе чине мањи део површине — код оловке тек око 2 %.

Облик правилне шестостране призме имају оловке, навртке, бехатон плочице и ћелије саћа, па се из површине рачуна колико боје или материјала иде на сваки комад.

Лак за оловку

Нова, незашиљена дрвена оловка има облик правилне шестостране призме. Основна ивица је 4 mm, а дужина оловке 180 mm. Колика је површина коју треба покрити лаком, ако се лакира цела оловка?

Решење

  1. Основа: B=6⋅a234=6⋅1634=243≈41,6B = 6 \cdot \frac{a^2\sqrt{3}}{4} = 6 \cdot \frac{16\sqrt{3}}{4} = 24\sqrt{3} \approx 41{,}6 mm².
  2. Омотач: M=6aH=6⋅4⋅180=4320M = 6aH = 6 \cdot 4 \cdot 180 = 4320 mm².
  3. Површина: P=2B+M=483+4320≈4403P = 2B + M = 48\sqrt{3} + 4320 \approx 4403 mm².
  4. Пошто је 1 cm² = 100 mm², то је око 44 cm².

Одговор: Површина оловке је (4320+483)(4320 + 48\sqrt{3}) mm², што је око 44 cm².

Задатак за вежбу

Површина основе правилне шестостране призме је 636\sqrt{3} cm², а висина призме 10 cm. Израчунајте површину призме.

Прикажи решење

Из 3a232=63\frac{3a^2\sqrt{3}}{2} = 6\sqrt{3} је a2=4a^2 = 4, a=2a = 2 cm. M=6⋅2⋅10=120M = 6 \cdot 2 \cdot 10 = 120 cm², P=123+120≈140,8P = 12\sqrt{3} + 120 \approx 140{,}8 cm².