Прямоугольный параллелепипед
Объём прямоугольного параллелепипеда («кирпича», см. рис. 1) равен произведению трёх его измерений:
Площадь поверхности прямоугольного параллелепипеда равна сумме площадей его шести граней:
Диагональю прямоугольного параллелепипеда называют отрезок, соединяющий его противоположные вершины. Квадрат длины этого отрезка равен сумме квадратов трёх измерений параллелепипеда:
Если все три измерения прямоугольного параллелепипеда равны, то такой параллелепипед называется кубом (см. рис. 2).
Для куба формулы объёма, площади и длины диагонали имеют вид
Разбиение тела на прямоугольные параллелепипеды
В следующих задачах требуется найти объём или площадь поверхности многогранника с прямыми двугранными углами. При решении сначала разбивают данный многогранник на несколько прямоугольных параллелепипедов, а затем подсчитывают объём или площадь поверхности каждого параллелепипеда в отдельности.
Задача 1. Найдите объём многогранника, изображённого на рисунке 3 (все двугранные углы многогранника прямые).
Данный многогранник составлен из двух прямоугольных параллелепипедов (см. рис. 4). Измерения большого параллелепипеда равны 16, 6 и 7. Измерения малого параллелепипеда равны и
Суммарный объём этих параллелепипедов равен .
Ответ: 780.
Задача 2. Найдите квадрат расстояния между вершинами и многогранника, изображённого на рисунке 5. Все двугранные углы многогранника прямые.
Проведём плоскость и отбросим ту часть фигуры, которая оказалась справа. Достроим оставшуюся часть многогранника до прямоугольного параллелепипеда (см. рис. 6). Квадрат диагонали найдём по формуле
.
Ответ: 61.
Задача 3. Найдите тангенс угла многогранника, изображённого на рисунке 7. Все двугранные углы многогранника прямые.
Заметим, что угол лежит в плоскости грани многогранника (см. рис. 8). Все углы многогранника прямые, поэтому . В прямоугольном
Ответ: 1,5.
Задача 4. Найдите площадь поверхности многогранника, изображённого на рисунке 9 (все двугранные углы прямые).
Решение.
Данный многогранник составлен из куба с ребром 2 и параллелепипеда 5x4x4. Площадь поверхности куба равна . Учтём, что нижняя грань куба «склеена» с параллелепипедом, поэтому её площадь не включается в площадь исходного многогранника. Остаётся .
Площадь поверхности параллелепипеда равна Также следует учесть, что квадрат 2x2 верхней грани параллелепипеда не будет включён в конечную площадь. Остаётся
Искомая площадь равна
Ответ: 128.
Задача 5. Найдите площадь поверхности многогранника, изображённого на рисунке 10 (все двугранные углы прямые).
Решение.
При решении этой задачи данный многогранник удобнее всего рассматривать как прямую призму с высотой Основанием этой призмы является многоугольник (см. рис. 11) с периметром и площадью
Тогда площадь боковой поверхности призмы равна , а площадь всей поверхности равна
Ответ: 160.