Przejdź do treści
Maturka

Stereometria · typ zadania · temat 1 z 3

Przekątna i kąt nachylenia w graniastosłupie

Przekątna graniastosłupa i jej kąt nachylenia do podstawy – trójkąt prostokątny z wysokością, przekątną podstawy i przekątną bryły.

8 min czytania

Teoria do tego typu zadań: Graniastosłupy

Spis treści

Co musisz wiedzieć

Jak rozpoznać to zadanie

„Przekątna graniastosłupa prawidłowego czworokątnego jest nachylona do podstawy pod kątem α\alpha, tg⁡α=2\operatorname{tg}\alpha = 2. Wysokość jest równa”, „Oblicz cosinus kąta nachylenia dłuższej przekątnej do płaszczyzny podstawy”.

Kluczowy trójkąt

Przekątna bryły DD, jej rzut na podstawę (przekątna podstawy dd) i krawędź boczna (wysokość HH) tworzą trójkąt prostokątny. Kąt nachylenia α\alpha leży między DD a dd.

  • tg⁡α=Hd\operatorname{tg}\alpha = \frac{H}{d}, cos⁡α=dD\cos\alpha = \frac{d}{D}, D2=d2+H2D^2 = d^2 + H^2.
  • Podstawa – kwadrat o boku aa: d=a2d = a\sqrt{2}. Prostokąt a×ba\times b: d=a2+b2d = \sqrt{a^2 + b^2}.
  • Sześciokąt foremny o boku aa: dłuższa przekątna 2a2a, krótsza a3a\sqrt{3}.
  • Prostopadłościan a×b×ca\times b\times c: D=a2+b2+c2D = \sqrt{a^2 + b^2 + c^2}; sześcian: D=a3D = a\sqrt{3}.

Schemat krok po kroku

Tak rozwiązujesz typowe zadanie z tego tematu:

  1. 1

    Narysuj trójkąt D–d–H

    Zaznacz kąt α przy podstawie.

  2. 2

    Oblicz przekątną podstawy d

    Z wymiarów podstawy.

  3. 3

    Użyj funkcji trygonometrycznej

    tg, sin albo cos – zależnie od danych.

Rozwiązane przykłady

Przykład 1

Kąt 60°

Graniastosłup prawidłowy czworokątny ma krawędź podstawy 66, a przekątna bryły jest nachylona do podstawy pod kątem 60°60°. Oblicz wysokość i przekątną.

  1. d=62d = 6\sqrt{2}.

  2. H=d⋅tg⁡60°=62⋅3=66H = d\cdot\operatorname{tg}60° = 6\sqrt{2}\cdot\sqrt{3} = 6\sqrt{6}.

  3. D=dcos⁡60°=122D = \frac{d}{\cos 60°} = 12\sqrt{2}.

Odpowiedź: H=66H = 6\sqrt{6}, D=122D = 12\sqrt{2}

Przykład 2

Prostopadłościan

Oblicz przekątną prostopadłościanu o krawędziach 33, 44, 1212 i cosinus kąta jej nachylenia do podstawy 3×43\times 4.

  1. D=9+16+144=13D = \sqrt{9 + 16 + 144} = 13, d=5d = 5.

  2. cos⁡α=513\cos\alpha = \frac{5}{13}.

Odpowiedź: D=13D = 13, cos⁡α=513\cos\alpha = \frac{5}{13}

Przykład 3

Graniastosłup sześciokątny

Graniastosłup prawidłowy sześciokątny ma krawędź podstawy 33, a najdłuższa przekątna jest nachylona do podstawy pod kątem 60°60°. Oblicz pole ściany bocznej.

  1. Najdłuższa przekątna podstawy: 2⋅3=62\cdot 3 = 6; H=6tg⁡60°=63H = 6\operatorname{tg}60° = 6\sqrt{3}.

  2. Ściana boczna: 3⋅63=1833\cdot 6\sqrt{3} = 18\sqrt{3}.

Odpowiedź: 18318\sqrt{3}

Typowe błędy

  • Kąt między przekątną bryły a krawędzią podstawy zamiast przekątną podstawy.
  • Przekątna kwadratu a3a\sqrt{3} (to przekątna sześcianu).

Na maturze

Koniec lekcji

Oznacz ją jako przeczytaną, żeby odblokować zadania.