Высота пирамиды по известному объёму и основанию для 11 класса — упражнения с разбором

Содержание статьи7 разделов

Мини-тест: что требуется знать

Пирамидой здесь называется невырожденная пирамида с ненулевой площадью основания. Площадь основания обозначим Sосн, перпендикулярную высоту пирамиды — h, объём — V. Формула: V=Sосн·h/3. Значит h=3V/Sосн. Боковое ребро и апофема не заменяют перпендикулярную высоту.

Три вопроса до вычислений

  1. Какова размерность h, если V выражен в см³, а Sосн — в см²?
  2. Что нужно найти сначала, если даны стороны треугольного основания и объём?
  3. Допустимо ли подставлять Sосн=0 в формулу h=3V/Sосн?

Быстрый ключ: 1) сантиметры; 2) площадь основания треугольника; 3) нет, деление на нуль не определено, а основание невырожденной пирамиды имеет положительную площадь.

Основная проверочная: 16 заданий

Решайте в указанном порядке либо выберите одну группу для самостоятельной работы. В заданиях 1–6 площадь основания уже дана; в заданиях 7–10 её придётся вычислить; в заданиях 11–16 особое внимание уделите единицам и смыслу результата.

  1. Основание имеет площадь 18 см², объём 96 см³. Найдите высоту.
  2. Sосн=32 дм², V=240 дм³. Найдите h.
  3. Sосн=45 м², V=135 м³. Найдите h.
  4. Sосн=7,5 см², V=50 см³. Найдите h.
  5. Sосн=64 см², V=160 см³. Найдите h.
  6. Sосн=12 см², V=48 см³. Найдите h.
  7. Основание — треугольник со стороной 8 см и высотой к ней 9 см; V=144 см³. Найдите высоту пирамиды.
  8. Основание — прямоугольник 7×11 дм, V=231 дм³. Найдите высоту.
  9. Основание — квадрат со стороной 6 см, V=84 см³. Найдите высоту.
  10. Основание — трапеция с основаниями 6 см и 10 см, её высота 5 см; V пирамиды 160 см³. Найдите высоту пирамиды.
  11. Sосн=20 см², V=0,12 л. Найдите h в сантиметрах.
  12. Sосн=0,08 м², V=16 000 см³. Найдите h в метрах.
  13. Ученица написала h=V/(3Sосн). Найдите и исправьте ошибку.
  14. Можно ли построить невырожденную пирамиду с Sосн=25 см² и V=0?
  15. При Sосн=54 м², h=14 м найдите V для обратной проверки.
  16. Sосн=24 дм², V=288 дм³. Выберите: h=4 дм, 12 дм или 36 дм; обоснуйте.

Лист ответов и пояснений

№ Результат и проверка
1 h=3·96/18=16 см. Объём кубический, площадь квадратная: получаем сантиметры.
2 h=720/32=22,5 дм.
3 h=405/45=9 м.
4 h=150/7,5=20 см.
5 h=480/64=7,5 см.
6 h=144/12=12 см.
7 Sосн=8·9/2=36 см²; h=3·144/36=12 см.
8 Sосн=77 дм²; h=3·231/77=9 дм.
9 Sосн=36 см²; h=3·84/36=7 см.
10 Sосн=(6+10)·5/2=40 см²; высота пирамиды h=3·160/40=12 см. Не путайте две разные высоты.
11 0,12 л = 120 см³; h=3·120/20=18 см.
12 V=0,016 м³, поэтому h=3·0,016/0,08=0,6 м.
13 Правильно: V=Sосн·h/3, откуда h=3V/Sосн. Делить V ещё на 3 нельзя.
14 Нет: для невырожденной пирамиды высота h>0 и объём V>0. При V=0 получаем h=0, тело вырождено.
15 V=54·14/3=252 м³; подставляя V обратно, получим h=3·252/54=14 м.
16 h=3·288/24=36 дм. Первое значение получилось бы без множителя 3.

Четыре контрольных вопроса по результату

Высота не может получиться в см² или м³; переводите единицы ДО деления. Если известны только объём и боковое ребро без площади основания, высоту обычно нельзя найти однозначно. При фиксированном объёме и увеличении площади основания высота уменьшается: h обратно пропорциональна Sосн. Проверка готового ответа — подстановка найденной высоты в V=Sосн·h/3.

Подсчёт: за каждое верное вычисление — 1 балл, ещё 1 балл за объяснение единиц или логики (максимум 32). Диагностические три вопроса не входят в оценку. Для задач с невырожденной пирамидой должны выполняться Sосн>0 и V>0.

Как устроена обратная задача

В условии «объём и основание известны» нужно различать площадь основания и длины его сторон. Если дана сторона квадратного основания a, то сначала Sосн=a². Если даны основание b и высота треугольника к нему t, то Sосн=bt/2. Лишь после получения площади подставляйте V в формулу h=3V/Sосн. В заданиях про трапециевидное основание присутствуют две разные высоты: высота самой трапеции внутри основания и перпендикулярная высота пирамиды. Они не заменяют друг друга.

Проверка размерностей на одной задаче

Предположим, что измерения основания заданы в дециметрах, а объём в литрах. Например, Sосн=8 дм² и V=16 л. Поскольку 1 л=1 дм³, подстановка даёт h=3·16/8=6 дм. Если вместо литров использовать 16 000 см³, сначала переведите объём в дм³. Совпадение двух способов подтверждает правильный перевод единиц.

Для учителя полезна устная проверка ответа: если оставить площадь основания неизменной, а объём увеличить вдвое, высота также должна возрасти вдвое. Если объём тот же, а площадь основания станет втрое больше, высота уменьшится втрое. Это прямые следствия формулы h=3V/Sосн, а не дополнительные предположения о правильности пирамиды. Форма основания может быть любым многоугольником, у которого возможно вычислить площадь.

Не путайте условие и вывод: положительные V и Sосн гарантируют положительное число h, но не определяют все боковые рёбра и углы пирамиды. Поэтому ответом в этих упражнениях является только перпендикулярная высота. Число, полученное по формуле, должно выдержать обратную проверку объёмом, иначе необходимо повторить вычисление.

Поделиться

Сохраните материал или отправьте тому, кому он пригодится.

Поставить оценку

Была ли статья полезной и понятной?

Пока нет оценок — будьте первым