logo

Ostrosłup

Definicja 1

Ostrosłupem nazywamy wielościan, którego jedna ściana, zwana podstawą, jest dowolnym wielokątem, a pozostałe ściany (tzw. ściany boczne) są trójkątami o wspólnym wierzchołku (tzw. wierzchołek ostrosłupa) nieleżącym na płaszczyźnie podstawy. Ostrosłup, którego podstawą jest nn-kąt, nazywamy ostrosłupem nn-kątnym.

Ostrosłup który w podstawie ma trójkąt nazywamy ostrosłupem trójkątnym, kwadrat nazywamy ostrosłupem czworokątnym itd.

Definicja 2

Wysokością ostrosłupa nazywamy odcinek (oraz jego długość), którego jednym końcem jest wierzchołek ostrosłupa, a drugim jest rzut prostokątny tego wierzchołka na płaszczyznę podstawy (tzw. spodek wysokości).

Uwaga 1

Zauważ, że spodek wysokości ostrosłupa pochyłego nie leży na jego podstawie.

Definicja 3

Mówimy, że ostrosłup jest prosty, jeżeli jego wszystkie krawędzie boczne są tej samej długości.

Twierdzenie 1

Następujące warunki są równoważne:

  • ostrosłup jest prosty

  • na podstawie tego ostrosłupa można opisać okrąg oraz spodek wysokości tego ostrosłupa jest środkiem okręgu opisanego na jego podstawie,

  • wszystkie krawędzie boczne ostrosłupa tworzą jednakowe kąty z płaszczyzną podstawy.

Definicja 4

Ostrosłup prosty, który w podstawie ma wielokąt foremny, nazywamy graniastosłupem prawidłowym.

Uwaga 2

W ostrosłupie prawidłowym, spodek wysokości leży w jednakowych odległościach od wierzchołków podstawy, tj. jest środkiem okręgu opisanego na podstawie tego ostrosłupa.

W szczególności spodek leży:

  • trójkąt równoboczny - przecięcie się wysokości trójkąta.

  • kwadrat - przecięcie przekątnych podstawy

  • pięciokąt foremny - przecięcie się dwusiecznych kątów

Dodatkowo, ściany boczne ostrosłupa prawidłowego są trójkątami równoramiennymi.

Definicja 5

Pole powierzchni ostrosłupa wyraża się wzorem:

Pc=Pp+PbP_c=P_p+P_b
(0)

gdzie PpP_p to pole podstawy ostrosłupa, natomiast PbP_b - suma pól ścian bocznych ostrosłupa.

Twierdzenie 2

Objętość dowolnego ostrosłupa dana jest wzorem:

V=13PpHV=\frac{1}{3}P_p\cdot H
(0)

gdzie PpP_p to pole podstawy ostrosłupa, natomiast HH - jego wysokością.

Definicja 6

Czworościanem foremnym nazywamy ostrosłup prawidłowy trójkątny, tj. ostrosłup którego podstawą oraz ścianami bocznymi są trójkąty równoboczne.

Twierdzenie 3

Niech dany będzie czworościan foremny o krawędzi długości aa. Wówczas:

h=a32Pc=a23H=a63V=a3212\begin{align*} h&= \frac{a\sqrt{3}}{2}\\ P_c&=a^2\sqrt{3}\\ H&=\frac{a\sqrt{6}}{3}\\ V&=\frac{a^3\sqrt{2}}{12}\\ \end{align*}
(0)

Definicja 7

Kąt płaski przy wierzchołku ostrosłupa prawidłowego to kąt wyznaczony przez ramiona trójkąta równoramiennego, który tworzy ścianę boczną tego ostrosłupa.

Twierdzenie 4

Niech dany będzie ostrosłup prawidłowy czworokątny o wysokości HH, wysokości ściany bocznej hh oraz długości boku podstawy aa. Wówczas:

Pc=a2+412ah=a2+2ahV=13a2H\begin{aligned} P_c&=a^2+4 \cdot \frac{1}{2}ah &=a^{2}+2ah\\ V&= \frac{1}{3}a^2H \end{aligned}
(0)

Twierdzenie 5

Niech dany będzie ostrosłup prawidłowy trójkątny o wysokości HH, wysokości ściany bocznej hh oraz długości boku podstawy aa. Wówczas:

Pc=Pp+Pb=a234+312ah=a234+3ah2V=13PpH=13a234H=a2H312\begin{aligned} P_c&=P_p+P_b=\frac{a^2\sqrt{3}}{4}+3\cdot \frac{1}{2}ah=\frac{a^2\sqrt{3}}{4}+\frac{3ah}{2}\\ V&=\frac{1}{3}\cdot P_p\cdot H=\frac{1}{3}\cdot \frac{a^2\sqrt{3}}{4}\cdot H=\frac{a^2H\sqrt{3}}{12} \end{aligned}
(0)

Twierdzenie 6

Ostrosłup którego podstawą jest nn-kąt posiada:

  • nn ścian bocznych,

  • n+1n+1 wszystkich ścian,

  • n+1n+1 wierzchołków,

  • 2n2n krawędzi

Komentarze (0)

Sortuj