Piramidy dyskretnie

Data ostatniej modyfikacji:
2012-12-1
Autor: 
Krzysztof Omiljanowski
pracownik IM UWr
Poziom edukacyjny: 
szkoła podstawowa
gimnazjum
szkoła średnia z maturą
szkoła profilowana zawodowa
Dział matematyki: 
geometria przestrzenna


 
Jak buduje się piramidy?
Sprawdź, bawiąc się poniższym "generatorem piramid".
Sprawdź, jakie wysokości i objętości mają stworzone przez Ciebie piramidy o zadanej podstawie.

 

PIRAMIDA
 
podstawa piramidy  (klikaj - zmodyfikujesz)

Piramidy:                            

 


 

Umowa.   Dalej piramidy będziemy rysowali tylko z 'lotu ptaka', czyli tak, jak wyglądają z góry. Na rysunkach bok kratki ma długość 1. Wszystkie wymiary będziemy podawali w tych właśnie jednostkach.

 

Piramida obok ma podstawę prostokątną, na której leży pierwsza warstwa 60 bloków sześciennych.

Kolejne warstwy leżą na poprzednich,
nad brzegiem poprzedniej jest galeria szeroka na jeden blok.

Złożona jest  6 . 10 + 4 . 8 + 2 . 6 = 104 bloków,
gdy są to bloki 1×1×1, to jej objętość jest równa 104.
Ma wysokość 3, jej pole jest równe 192 (łącznie z polem 'od dołu').
Jej 'cień WE' (przy oświetleniu z zachodu) ma pole 12,
jej 'cień SN' (przy oświetleniu z południa) ma pole 24.

Taką bryłę nazwiemy:
   1 - piramidą, gdy zbudowana jest z bloków 1×1×1,
   0,5 - piramidą, gdy zbudowana jest z bloków 0,5×0,5×0,5,
   0,1 - piramidą, gdy zbudowana jest z bloków 0,1×0,1×0,1.

Jaką wysokość ma 0,5-piramida o podstawie prostokąta 6×10?
Z ilu bloków się składa? Jaką ma objętość?
Wskazówka: blok 1×1×1 składa się z 8 bloków 0,5×0,5×0,5.

Uwaga.
0,5-piramida o podstawie 6×10 wygląda podobnie do 1-piramidy o podstawie 12×20.
Jaki jest związek między ich wysokościami? Objętościami? Polami?

Wzór.  Liczba bloków 1-piramidy o podstawie prostokąta m × n, równa się

m (m + 1) (m + 2) / 6  +  (n - m) (m2 + 2m + (1-(-1)m)/2 ) / 4,
gdzie m n liczby naturalne.

Ten wzór można wykorzystać do obliczania objętości 0,25-piramid o podstawach prostokątnych. Jak?

 

1-piramida obok ma wysokość 5 przyjmowaną na dwóch "wyżynach".
 
Sprawdź, że pole pierwszej galerii jest o 4 mniejsze od obwodu podstawy.
Czy to jest ogólna prawidłowość?
 
Narysuj jej 'cień WE' i cień SN'.
Porównaj z cieniami 0,5-piramidy o tej samej podstawie.
 
Jaka jest wysokość 0,5-piramidy o tej samej podstawie?
Jaka jest wysokość 0,1-piramidy o tej samej podstawie?

 


 

Proponujemy serię zadań (pochodzą z konkursu KOMA).

 

Zadanie 1.   Uzupełnij. 1-piramida o podstawie jak na rysunku ma:

a) 
   wysokość . . . . .
   objętość . . . . .
   pole . . . . .
   pole cienia WE . . . . .

b) 
   wysokość . . . . .
   objętość . . . . .
   pole . . . . .
   pole cienia WE . . . . .

 

Zadanie 2. Jakie pole ma cień SN   1-piramidy o podstawie kwadratowej o danych wymiarach?

             a)  7×7                       b)  14×14                       c)  17×17

 

Zadanie 3. Jakie pole ma cień SN   0,5-piramidy o podstawie kwadratowej o danych wymiarach?

             a)  7×7                       b)  8×8                       c)  9×9

 

Zadanie 4. Ile jest 1-piramid o podstawie prostokątnej o danym polu podstawy?

             a)  24                       b)  124                       c)  1024

 

Zadanie 5. Jaką najmniejszą objętość może mieć 1-piramida o danej wysokości?

             a)  4                       b)  5                       c)  h

 

Zadanie 6. Ile jest 1-piramid, których oba cienie SN i WE są jednakowe i takie, jak na rysunku?

             a)                   b)                   c) 

 

Zadanie 7. Uzupełnij zdania:

        a)  1-piramida o podstawie kwadratowej 10×10 ma objętość . . . . . . . i pole . . . . . . .
 
        b)  0,5-piramida o podstawie kwadratowej 10×10 ma objętość . . . . . . . i pole . . . . . . .
 
        c)  0,25-piramida o podstawie kwadratowej 10×10 ma objętość . . . . . . . i pole . . . . . . .

 

Zadanie 8. Jakie boki podstaw mają dwie 1-piramidy o podstawach kwadratowych, których:

        a)  objętości różnią się o 36?
 
        b)  objętości różnią się o 64?
 
        c)  pola powierzchni różnią się o 64?

 



 

Dalszy ciąg historii piramid, które przestaną być dyskretne, znajdziesz tutaj.

 

Powrót na górę strony