Pasqyra
| Lloji i detyrës | Si zgjidhet | Moduli |
|---|---|---|
| „A është e vërtetë…“, „A mundet…“ | aksiomat + imagjino një kub; „Jo“ = gjej kundërshembull | 01 |
| Vërteto pohimin (P1, P2, paralelizëm, drejtëza të kryqëzuara) | shabllone të gatshme me 2–4 rreshta | 01, 04, 05 |
| Kulmet, brinjët, faqet; rrjetet e kubit dhe të tetraedrit | 2n · 3n · n+2 dhe n+1 · 2n · n+1; kubi ka 11 rrjete | 02 |
| Rruga më e shkurtër mbi sipërfaqe | shpalose → vijë e drejtë → Pitagora ose teorema e kosinusit → merr më të voglën | 03 |
| Numëro çiftet paralele / të kryqëzuara | brinjët × sa çifte ka secila ÷ 2 | 04, 05 |
| Largësia në kub (pikë–drejtëz, drejtëz–drejtëz, pikë–rrafsh) | tri pingulet ose koordinatat | 05 |
| Projeksioni paralel i segmentit | c = (na + mb)/(m + n) | 06 |
| Vektorët: thjeshto, gjatësia | vazhdimi i vektorëve dhe zëvendësimi me vektor të barabartë | 07 |
| Këndi drejtëz–rrafsh, tri pingulet, këndi diedral | projeksioni i drejtëzës; trekëndësh kënddrejtë | 08 |
| Vëllimi i paralelopipedit, shkrirja e kubeve, kubi i rrotulluar | V = abc·sinφ·sinψ; vëllimet mblidhen | 09, 10 |
| P dhe V e prizmit dhe e piramidës | trekëndësha kënddrejtë: (H, d, D), (H, r, h), (H, R, s) | 10, 11 |
Këshillë: së pari vizato, pastaj shkruaj. Detyrë për P dhe V = gjej trekëndëshin kënddrejtë!
Video: bazat
Shikoji para moduleve. Janë mjetet që të duhen për pothuajse çdo detyrë: trekëndëshi kënddrejtë, syprinat, prizmi, piramida, rruga më e shkurtër dhe drejtëzat në hapësirë. Videot janë në maqedonisht, me zë kompjuterik dhe titra; formulat dhe vizatimet kuptohen edhe pa gjuhën.
Bazat: pika, drejtëza, rrafshi
Imagjino klasën. Pika është një njollë pa madhësi, drejtëza është një fije e tendosur pafundësisht, rrafshi është një fletë pafundësisht e hollë (dyshemeja, muri, tabela). Stereometria = gjeometri në gjithë dhomën, jo në fletë.
Aksiomat (nuk vërtetohen)
- A1Nëpër 2 pika kalon saktësisht 1 drejtëz.
- A2Nëpër 3 pika jokolineare kalon saktësisht 1 rrafsh.Tryeza me 3 këmbë nuk lëkundet kurrë.
- A3Nëse 2 rrafshe kanë 1 pikë të përbashkët, ato priten sipas një drejtëze të tërë.
- A4Ekzistojnë 4 pika që nuk shtrihen në një rrafsh.
- A5Në çdo rrafsh vlen gjithçka nga planimetria.
Dy rrafshe
- 1priten sipas një drejtëze
- 2përputhen (α ≡ β)
- 3nuk kanë pika të përbashkëta → paralele
Shpesh edhe α ≡ β i quajmë paralele. Atëherë vlen teorema: relacioni „është paralel me“ në bashkësinë e rrafsheve është relacion ekuivalence, sepse është:
- refleksivα ∥ α (çdo rrafsh është paralel me vetveten)
- simetrikα ∥ β ⇒ β ∥ α
- transitivα ∥ β dhe β ∥ γ ⇒ α ∥ γ
Pohime me vërtetim
- P1Nëse drejtëza c ka 2 pika të përbashkëta A dhe B me α, atëherë e gjithë c shtrihet në α.Vërtetim: nëpër A dhe B kalon një drejtëz e vetme (A1). Edhe në α ka drejtëz nëpër A dhe B (A5). Të dyja drejtëzat duhet të përputhen, pra c ⊂ α. ∎
- P2Nëpër një drejtëz dhe një pikë jashtë saj kalon një rrafsh i vetëm.Vërtetim: merr 2 pika të drejtëzës dhe pikën e dhënë. Janë 3 pika jokolineare → A2 jep një rrafsh të vetëm. ∎
- P3Nëpër 2 drejtëza që priten kalon një rrafsh i vetëm.Vërtetim: A = a ∩ b, merr B ∈ b, B ≠ A. Tani kemi drejtëzën a dhe pikën B jashtë saj → P2. ∎
1.14 pika nuk i përkasin një rrafshi. A mund 3 prej tyre t’i përkasin një drejtëze?Jo
Vërtetim me kundërthënie.
- Supozojmë se 3 pika shtrihen në një drejtëz a.
- Atëherë nëpër drejtëzën a dhe pikën e 4-t kalon një rrafsh (P2).
- Pra të 4 pikat janë në atë rrafsh, që bie ndesh me supozimin. ∎
1.2A mund 2 rrafshe të ndryshme të kenë 2 drejtëza të përbashkëta?Nuk mundet
Nëse kanë 2 drejtëza të përbashkëta, kanë edhe 3 pika jokolineare të përbashkëta. Sipas A2 nëpër to kalon vetëm një rrafsh, pra rrafshet përputhen. Dy rrafshe të ndryshme priten sipas vetëm një drejtëze (A3).
1.3A është e vërtetë: çdo drejtëz që pret secilën nga dy drejtëza të dhëna që priten, shtrihet në rrafshin e atyre drejtëzave?Jo
Kundërshembull: drejtëza mund të kalojë nëpër pikën e prerjes së dy drejtëzave dhe të dalë nga rrafshi (p.sh. në kub AA₁ pret edhe AB edhe AD, por nuk shtrihet në ABCD). Nëse i pret në 2 pika të ndryshme, atëherë shtrihet (P1).
1.4Jepen një drejtëz dhe një pikë jashtë saj. Vërteto se të gjitha drejtëzat që presin drejtëzën e dhënë dhe kalojnë nëpër pikë shtrihen në një rrafsh.nga P2 dhe P1
- Le të jetë drejtëza a, pika B ∉ a. Sipas P2 nëpër a dhe B kalon një rrafsh i vetëm α.
- Drejtëza b nëpër B e pret a në pikën A. Atëherë A ∈ α dhe B ∈ α.
- b ka 2 pika të përbashkëta me α → sipas P1 e gjithë b ⊂ α. Kjo vlen për çdo drejtëz të tillë. ∎
1.5Numër i fundëm drejtëzash, çdo 2 priten. Vërteto: ose të gjitha shtrihen në një rrafsh, ose të gjitha kalojnë nëpër 1 pikë.P3 + P1
- Merr 2 nga drejtëzat, a dhe b, që priten në O. Nëpër to kalon rrafshi α (P3).
- Çdo drejtëz tjetër c i pret edhe a edhe b. Nëse i pret në 2 pika të ndryshme, ato janë në α, pra c ⊂ α (P1).
- Nëse c kalon nëpër O dhe nuk është në α, atëherë çdo drejtëz tjetër duhet të presë c, a dhe b. Kjo është e mundur vetëm nëse edhe ajo kalon nëpër O. Pra ose të gjitha janë në α, ose të gjitha kalojnë nëpër O. ∎
n pika, asnjë 3 në drejtëz → drejtëza
n(n−1)/2. Shembull: 5 pika → 10 drejtëza.
n pika, asnjë 4 në rrafsh → rrafshe
n(n−1)(n−2)/6. Shembull: 5 pika → 10, 6 pika → 20.
Në sa pjesë më së shumti e ndajnë rrafshet hapësirën?
1 rrafsh → 2 · 2 → 4 · 3 → 8 · 4 → 15.
1.6A shtrihen në një rrafsh çdo a) 3 pika b) 4 pika?a) Po b) Jo
3 pika gjithmonë (nëse janë në drejtëz — pafundësisht shumë rrafshe, nëse jo — saktësisht një). 4 pika jo domosdoshmërisht: A4 thotë se ekzistojnë 4 pika jokomplanare (kulmet e tetraedrit).
1.7Një rreth ka 2 pika të përbashkëta me një rrafsh. A shtrihet në të?Jo
Imagjino një rreth (çember) që qëndron drejt mbi dysheme dhe e shpon atë: 2 pika në dysheme, pjesa tjetër jashtë. (Nëse ka 3 pika të përbashkëta, atëherë shtrihet.)
1.83 kulme të paralelogramit janë në α. Po i katërti? / 2 kulme + prerja e diagonaleve në α?Po / Jo
3 kulme përcaktojnë një rrafsh → i gjithë paralelogrami është në të. Por nëse 2 kulmet janë të kundërta (A dhe C), prerja e diagonaleve është në të njëjtën drejtëz AC → 3 pika kolineare nuk përcaktojnë rrafsh → B dhe D nuk janë domosdoshmërisht në α.
1.9Drejtëzat a, b, c priten dy nga dy. A duhet të shtrihen në një rrafsh?Jo domosdoshmërisht
Tri brinjët e kubit nga një kulm (AB, AD, AA₁) priten dy nga dy në A, por nuk janë në një rrafsh. Nëse priten në 3 pika të ndryshme, atëherë janë në një rrafsh.
1.10Gjej gabimin në vizatim: α dhe β priten, A, B, C u përkasin të dyjaveA, B, C duhet të jenë kolineare
Dy rrafshe priten vetëm sipas një drejtëze (A3). Çdo pikë e përbashkët duhet të jetë në atë drejtëz → A, B, C janë në një drejtëz. Njësoj: nëse a, b, c priten dy nga dy dhe e presin α në A, B, C, atëherë A, B, C duhet të jenë kolineare.
1.114 pika jo në një rrafsh: a mund 3 të jenë në drejtëz? Vijë e thyer e mbyllur me 3 / 4 segmente jashtë rrafshit?Jo · Jo · Po
Nëse 3 janë në drejtëz, ato me pikën e 4-t përcaktojnë një rrafsh (P2) → të 4 do të ishin në të. Vija e thyer me 3 pjesë është trekëndësh → gjithmonë në rrafsh. Me 4 pjesë: A→B→C→D→A ku D është mbi rrafshin ABC → mundet.
1.12a ∩ b = C, a ⊂ α, b ⊂ β (α ≠ β). Nga kalon drejtëza e prerjes së α dhe β?nëpër C
C është në a (pra në α) dhe në b (pra në β) → C është pikë e përbashkët → shtrihet në drejtëzën e prerjes.
1.13Vërtetime: pika jashtë rrafshit; drejtëza nëpër një pikë që presin një drejtëz; shumë drejtëza të fundme që pritenA4, P1, P2, P3
- Çdo rrafsh ka pika jashtë tij: sipas A4 ekzistojnë 4 pika jokomplanare → të paktën njëra nuk është në α.
- Drejtëza a, pika B ∉ a. Të gjitha drejtëzat nëpër B që e presin a shtrihen në një rrafsh: sipas P2 nëpër a dhe B ka rrafsh α. Drejtëza b nëpër B që e pret a në A ka 2 pika (A dhe B) në α → sipas P1 b ⊂ α.
- Shumë drejtëza të fundme, çdo dy priten → ose të gjitha në një rrafsh, ose të gjitha nëpër një pikë: merr a dhe b (rrafshi α). Çdo c tjetër ose kalon nëpër prerjen e a dhe b, ose i pret në 2 pika të ndryshme → shtrihet në α.
Poliedrat dhe rrjetet
Poliedri është trup i përbërë nga shumëkëndësha (faqet). Brinjët e tyre janë brinjët e poliedrit, kurse këndet janë kulmet. Nëse sipërfaqja pritet sipas disa brinjëve dhe shtrihet në rrafsh ashtu që çdo faqe ka një brinjë të përbashkët me një tjetër, ajo figurë është rrjeti (shpalosja) i poliedrit.
Formulat
| Trupi | Kulme | Brinjë | Faqe |
|---|---|---|---|
| Kubi, kuboidi, paralelopipedi | 8 | 12 | 6 |
| Prizmi n-këndor | 2n | 3n | n + 2 |
| Piramida n-këndore | n + 1 | 2n | n + 1 |
Kontroll: kulme − brinjë + faqe = 2
Nocionet
- prizmi2 baza të barabarta paralele + faqe anësore paralelogramë. Të gjitha brinjët anësore janë paralele. I drejtë: brinjët anësore janë pingule me bazën. I rregullt: i drejtë + baza është shumëkëndësh i rregullt.
- piramidabazë n-këndësh + faqe anësore trekëndësha me kulm të përbashkët S. E rregullt: baza është shumëkëndësh i rregullt dhe brinjët anësore janë të barabarta.
Të 11 rrjetet e kubit
Rregulla: kurrë 4 katrorë në formë 2×2, kurrë më shumë se 4 në rresht, dhe çdo katror duhet të ketë vendin e vet kur e palos. Nëse nuk je i sigurt, shëno një faqe si „fund“ dhe imagjino si palosen të tjerat.
Rrjetet e tetraedrit të rregullt
Figura e tretë nuk është rrjet, sepse 4 trekëndësha kanë kulm të njëjtë. Te tetraedri në çdo kulm takohen saktësisht 3.
2.1Poliedër me 12 faqe, të gjitha pesëkëndësha. Sa brinjë ka?30
Çdo brinjë është brinjë e saktësisht 2 faqeve, prandaj çdo brinjë numërohet dy herë.
- 12 faqe · 5 brinjë = 60.
- 60 / 2 = 30 brinjë.
2.2A ekziston poliedër, faqet e të cilit janë të gjitha katrorë, por që nuk është kub?Po, kryqi hapësinor
Ngjit nga një kub në çdo faqe të një kubi qendror (kryqi hapësinor). Të gjitha faqet janë katrorë, por trupi nuk është kub.
2.3A ekziston poliedër me 11 brinjë?Po
- Merr një piramidë katërkëndore: 5 kulme, 8 brinjë, 5 faqe.
- Prit një qoshe të vogël te një kulm i bazës (aty takohen 3 brinjë). Fitohen 3 brinjë të reja dhe 1 faqe e re (trekëndësh).
- 8 + 3 = 11 brinjë. Kontroll: 7 − 11 + 6 = 2 ✓. (I vetmi numër mbi 6 për të cilin nuk ka poliedër është 7.)
2.4Vërteto: numri i faqeve me numër tek brinjësh është çift.kundërthënie
- Çdo brinjë është brinjë e saktësisht 2 faqeve → shuma e brinjëve të të gjitha faqeve është çift.
- Le të jetë N = numri i faqeve me numër tek brinjësh, SN = shuma e brinjëve të tyre, SP = shuma te faqet me numër çift brinjësh. SN + SP është çift.
- SP është gjithmonë çift. Nëse N është tek, SN është shumë e një numri tek numrash tekë → tek.
- Atëherë SN + SP është tek — kundërthënie. Pra N është çift. ∎
2.5A ekziston prizëm me a) 4 b) 6 c) 12 ç) 21 brinjë?Jo · Jo · Po · Po
Prizmi ka 3n brinjë, n ≥ 3.
- 4 dhe 6: 3n = 4 nuk ka n të plotë; 3n = 6 → n = 2 (nuk ka 2-këndësh) → jo.
- 12 → n = 4 (katërkëndor) → po. 21 → n = 7 (shtatëkëndor) → po.
2.6Çfarë baze ka prizmi që ka a) 18 brinjë b) 24 kulme c) 36 faqe?6-këndësh · 12-këndësh · 34-këndësh
- 3n = 18 → n = 6 → gjashtëkëndësh.
- 2n = 24 → n = 12 → dymbëdhjetëkëndësh.
- n + 2 = 36 → n = 34 → tridhjetekatërkëndësh.
2.7Piramidë me 10 / 6 / 24 / 33 brinjë? Baza nëse ka 8 brinjë / 22 kulme / 60 faqe?Po Po Po Jo · 4 · 21 · 59
- Piramida ka 2n brinjë → duhet të jetë numër çift: 10 (n=5), 6 (n=3), 24 (n=12) → po; 33 është tek → jo.
- 2n = 8 → katërkëndësh; n + 1 = 22 → 21-këndësh; n + 1 = 60 → 59-këndësh.
2.8Poliedër: 6 kulme, në secilin takohen 4 brinjë. / 12 faqe, të gjitha pesëkëndësha. Sa brinjë?12 · 30
Truk: çdo brinjë ka 2 skaje dhe shtrihet në 2 faqe → gjithçka numërohet dy herë → pjesëto me 2.
- 6·4/2 = 12.
- 12·5/2 = 30.
2.9A ekziston poliedër me 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 brinjë?Jo, tetraedri, Jo, ...
- 5 → jo; 6 → tetraedri; 7 → jo; 8 → piramida katërkëndore; 9 → prizmi trekëndor; 10 → piramida pesëkëndore; 11 → po (detyra 2.3).
- Më pak brinjë ka tetraedri (6). 7 është i vetmi numër mbi 6 që nuk mundet.
2.10Rrjetet: cilat janë rrjete të tetraedrit të rregullt / prizmit / piramidës?shih rregullën
- Tetraedri i rregullt: në çdo kulm takohen 3 trekëndësha. Figura ku 4 trekëndësha kanë pikë të përbashkët nuk është rrjet (figura 3).
- Rrjeti i prizmit: 2 baza të barabarta + n drejtkëndësha në rresht. Rrjeti i piramidës: baza + n trekëndësha rreth saj.
- Yll i rregullt me pesë cepa → piramidë pesëkëndore e rregullt. 6 drejtkëndësha + 2 gjashtëkëndësha → prizëm gjashtëkëndor i rregullt.
Rruga më e shkurtër mbi sipërfaqe
Vizatojmë rrjetin e poliedrit mbi sipërfaqen e të cilit kërkohet rruga më e shkurtër ndërmjet 2 pikave. Në rrjet rruga më e shkurtër është vijë e drejtë. Pastaj Pitagora, ose teorema e kosinusit nëse këndi nuk është i drejtë.
Receta
- 1Vizato faqet nëpër të cilat mund të kalojë rruga, të shtrira në rrafsh.
- 2Bashko fillimin dhe fundin me vijë të drejtë.
- 3Kënd i drejtë → Pitagora. Kënd tjetër (105°, 120°, 135°) → teorema e kosinusit: c² = a² + b² − 2ab·cos γ.
- 4Provo të gjitha rrjetet e mundshme dhe merr rezultatin më të vogël.
Kosinuset që të duhen
cos 120° = −½ · cos 135° = −√2/2 · cos 105° = √2(1 − √3)/4
3.1Tetraedër i rregullt njësi ABCD: rruga më e shkurtër ndërmjet meseve të AB dhe CD.1
Rrjeti nga 2 faqe fqinje = romb. Meset E dhe F janë në brinjë të kundërta, EF është paralele me brinjën → EF = 1.
3.2Tetraedër i rregullt me brinjë 20 cm, pikat E dhe F në 7 cm nga kulmet D dhe C (në lartësitë e dy faqeve).20 cm
- Lartësia e faqes: h = √(20² − 10²) = √300 = 10√3.
- Rruga përmes brinjës AB: EF = 2(√300 − 7) = 20√3 − 14 ≈ 20,64.
- Rruga përmes 3 faqeve (rrjeti DBC + fqinjët): E dhe F janë në të njëjtën lartësi → EF është paralele me DC → EF = 20.
- 20 < 20√3 − 14 → rruga më e shkurtër është 20.
3.3Piramidë e rregullt katërkëndore SABCD, të gjitha brinjët 1. Rruga më e shkurtër nga A te mesi E i SC.√7/2
- Rrjeti: faqet SAB dhe SBC (dy trekëndësha barabrinjës).
- BE është lartësi në △SBC → EB² + (½)² = 1² → EB = √3/2, dhe ∠ABE = 60° + 30° = 90°.
- AE² = EB² + AB² = ¾ + 1 = 7/4 → AE = √7/2 ≈ 1,32.
3.4Prizëm i rregullt trekëndor ABCA₁B₁C₁, të gjitha brinjët 1. Rruga më e shkurtër nga A te mesi D i B₁C₁.√(7+2√3)/2
- Rrjeti: faqja ABB₁A₁ + baza e sipërme A₁B₁C₁ e shpalosur pranë saj.
- △ABB₁: AB₁ = √(1² + 1²) = √2, dhe ABB₁A₁ është katror → ∠A₁B₁A = 45°. Baza është trekëndësh barabrinjës → ∠A₁B₁C₁ = 60°. B₁D = ½.
- ∠DB₁A = 45° + 60° = 105°, cos105° = √2/2·½ − √2/2·√3/2 = √2(1 − √3)/4.
- Teorema e kosinusit: AD² = 2 + ¼ − 2·½·√2·cos105° = 9/4 − (1 − √3)/2 = (7 + 2√3)/4.
- AD = √(7 + 2√3)/2 ≈ 1,62. (Vetëm përmes 2 faqeve anësore do të ishte √13/2 ≈ 1,80, më gjatë.)
3.5Kub njësi ABCDA₁B₁C₁D₁: rruga më e shkurtër mbi sipërfaqe nga A te C₁.√5
Mënyra e parë: rrjet ku faqja e sipërme është e shpalosur.
- A₁C₁ është diagonale e katrorit → A₁C₁ = √2 dhe ∠C₁A₁B₁ = 45°.
- Në rrjet ∠AA₁C₁ = 90° + 45° = 135°.
- Teorema e kosinusit në △AA₁C₁: AC₁² = 1² + (√2)² − 2·1·√2·cos135° = 1 + 2 + 2 = 5.
- AC₁ = √5. (Më shpejt: rrjeti nga 2 faqe fqinje = drejtkëndësh 2 × 1 → √(4 + 1).)
3.6Tri brinjë të paralelopipedit (kuboidit) janë 5, 4, 3. Rruga më e shkurtër mbi sipërfaqe nga A te C₁.√74
Ka 3 raste (cila faqe është bazë).
- Baza 5 × 3 dhe 5 × 4: katetet 5 dhe 4 + 3 = 7 → √(25 + 49) = √74.
- Baza 4 × 3: katetet 4 dhe 5 + 3 = 8 → √(64 + 16) = √80.
- Mundësia e tretë: √(9² + 3²) = √90.
- √74 < √80 < √90 → më e shkurtra është √74 ≈ 8,60. Rregull: mblidh dy brinjët më të vogla (4 + 3).
3.7Poliedër me të gjitha këndet diedrale të drejta („formë L“, brinjët 2 dhe 1). Rruga më e shkurtër nga B te C₂.√13
- Rrjeti I: △BCC₂ me katete 2 dhe 1 + 2 = 3 → BC₂ = √(9 + 4) = √13 ≈ 3,61.
- Rrjeti II: BD₁ + D₁C₂ = √((2+1)² + 1) + 1 = √10 + 1 ≈ 4,16.
- Rrjeti III: √((2 + 2 + 1)² + 2²) = √29 ≈ 5,39.
- Më e shkurtra: √13.
3.8Prizëm i rregullt gjashtëkëndor, brinja e bazës 1, brinja anësore 2. Rruga më e shkurtër nga A te D₁.√13
- Rrjeti I (faqe anësore + baza e sipërme): B₁D₁ = √3 (diagonalja e vogël e gjashtëkëndëshit). AD₁² = AB² + (BB₁ + B₁D₁)² = 1 + (2 + √3)² = 8 + 4√3 → AD₁ = 2√(2 + √3) ≈ 3,86.
- Rrjeti II (3 faqe anësore): drejtkëndësh 3 × 2 → AD₁ = √(3² + 2²) = √13 ≈ 3,61.
- Më e shkurtra është √13. (Nëse brinja anësore është 1, atëherë fiton rrjeti me bazën: √(5 + 2√3) ≈ 2,91 < √10.)
3.9Gjatësia më e vogël e një laku nëpër të cilin mund të kalojë tetraedri njësi2
Prerja paralele me 2 brinjë të kundërta është drejtkëndëshi EFGH me perimetër 2 (brinjët janë paralele me brinjët e tetraedrit). Tetraedri kalon duke filluar me brinjën AD dhe duke lëvizur drejt BC. Përgjigja: 2.
3.10Prerje e tetraedrit njësi që i pret të 4 faqet, me perimetër më të vogël2
Shpalosi 4 faqet në një shirit; rruga e mbyllur bëhet segment i drejtë me gjatësi 2. Çdo prerje paralele me 2 brinjë të kundërta ka perimetër saktësisht 2.
3.11Prerje e kubit njësi që i pret të 6 faqet, me perimetër më të vogël3√2
Gjashtëkëndëshi i rregullt nëpër meset e 6 brinjëve. Çdo brinjë = √2/2, perimetri 6·√2/2 = 3√2 ≈ 4,24. Në rrjet (6 faqe „si shkallë“) ky është segment i drejtë.
Drejtëza dhe rrafshe paralele
Gjithçka mësohet te kubi. Dy drejtëza janë paralele nëse shtrihen në një rrafsh dhe nuk priten. Drejtëza është paralele me rrafshin nëse nuk kanë asnjë pikë të përbashkët.
Teorema
- T1Nëpër një pikë jashtë drejtëzës kalon një e vetme drejtëz paralele me të dhënën.Vërtetim: nëpër pikën A dhe drejtëzën b ka një rrafsh të vetëm α (P2). Çdo drejtëz nëpër A paralele me b duhet të shtrihet në α, kurse në rrafsh paralelja është e vetme. ∎
- T2Dy drejtëza paralele me një të tretë janë paralele me njëra-tjetrën.
- T3Nëse rrafshi α kalon nëpër drejtëzën a ∥ β dhe e pret β sipas drejtëzës b, atëherë b ∥ a.
- T4Nëse a nuk shtrihet në β dhe a është paralele me një drejtëz b që shtrihet në β, atëherë a ∥ β.Kriteri më i shpeshtë në vërtetime.
- T52 drejtëza që priten në α janë paralele me 2 drejtëza në β ⇒ α ∥ β.
4.1Segmentet AA₁ dhe CC₁ janë të barabarta në gjatësi dhe paralele. Vërteto AC ∥ A₁C₁.paralelogram
- AA₁ ∥ CC₁ → shtrihen në një rrafsh, pra ACC₁A₁ është katërkëndësh në rrafsh.
- Një çift brinjësh të kundërta (AA₁ dhe CC₁) janë të barabarta dhe paralele → ACC₁A₁ është paralelogram.
- Brinjët e kundërta të paralelogramit janë paralele → AC ∥ A₁C₁. ∎
4.2Në paralelopipedin ABCDA₁B₁C₁D₁ vërteto se AD₁ dhe BC₁ janë paralele.ABC₁D₁ paralelogram
- AB ∥ DC dhe DC ∥ D₁C₁ (faqet janë paralelogramë) → AB ∥ D₁C₁ (T2). Gjithashtu AB = DC = D₁C₁.
- Pra ABC₁D₁ ka një çift brinjësh të kundërta të barabarta dhe paralele → paralelogram.
- Atëherë çifti tjetër i brinjëve AD₁ dhe BC₁ janë paralele. ∎
4.3Sa çifte drejtëzash paralele ka prizmi i rregullt gjashtëkëndor (drejtëzat e brinjëve)?33
- Brinjët anësore (6): të gjitha janë paralele mes vete → secila është në 5 çifte → 6·5/2 = 15.
- Brinjët e bazave (12): secila është paralele me 3 të tjera (të kundërtën në të njëjtën bazë + 2 në bazën tjetër) → 12·3/2 = 18.
- Gjithsej 15 + 18 = 33 çifte.
Drejtëz ∥ rrafsh
AA₁ është paralele me BB₁, e cila shtrihet në rrafshin BCC₁. Rrjedhimisht (T4) AA₁ ∥ (BCC₁). ∎
Rrafsh ∥ rrafsh
AB dhe BC priten dhe shtrihen në ABC. Ato janë paralele me A₁B₁ dhe B₁C₁ në A₁B₁C₁. Rrjedhimisht (T5) rrafshet janë paralele. ∎
4.4A duhet 2 drejtëza që nuk priten të jenë paralele? Të kryqëzuara?Jo · Jo
Mund të jenë paralele ose të kryqëzuara. Prandaj „nuk priten“ nuk mjafton — duhet edhe „në të njëjtin rrafsh“.
4.5a është e kryqëzuar me b, b me c. A janë a dhe c të kryqëzuara?Jo domosdoshmërisht
Në kub: AB dhe CC₁ janë të kryqëzuara, CC₁ dhe DA janë të kryqëzuara, kurse AB dhe DA priten.
4.6Dy drejtëza paralele me të njëjtin rrafsh — a janë paralele? Drejtëza ∥ α — a është paralele me çdo drejtëz në α?Jo · Jo
AB dhe BC janë të dyja paralele me faqen e sipërme, por priten. A₁B₁ ∥ (ABC), por A₁B₁ dhe BC janë të kryqëzuara.
4.7Njëra nga 2 drejtëza paralele është ∥ me një rrafsh. Po tjetra?Jo (mund të shtrihet në të)
A₁B₁ ∥ (ABC), AB ∥ A₁B₁, por AB shtrihet në (ABC).
4.8Nëpër B ∉ α: sa drejtëza ∥ α? Sa rrafshe ∥ α?pafundësisht · 1
Të gjitha drejtëzat nëpër B në rrafshin nëpër B paralel me α. Dhe ai rrafsh është i vetëm.
4.9Kriteri për ∥ rrafshe: a) 1 drejtëz nga α ∥ drejtëz nga β b) 2 drejtëza nga α ∥ 2 drejtëza nga β c) 2 drejtëza që pritenJo · Jo · Po
Drejtëzat në α duhet të priten. Nëse janë paralele mes vete, rrafshet mund të priten (p.sh. faqet ABB₁ dhe BCC₁ përmbajnë AA₁ dhe CC₁, paralele, por priten sipas BB₁).
4.10Kubi: drejtëza nëpër kulme paralele me AB. Prizmi gjashtëkëndor: paralele me AB.A₁B₁, CD, C₁D₁
Kubi: A₁B₁; CD; C₁D₁. Prizmi i rregullt gjashtëkëndor: A₁B₁; DE; D₁E₁; CF; C₁F₁ (CF është diagonalja e madhe, paralele me AB).
4.11Kubi: rrafshe nëpër kulme paralele me a) AA₁ b) AB₁ c) AC₁BCC₁, CDD₁, BDD₁ ...
- AA₁: BCC₁; CDD₁; BDD₁.
- AB₁: CDD₁; DA₁C₁; BDC₁.
- AC₁ (diagonalja hapësinore): nuk ka.
4.12O është qendra e faqes ABCD. Cili është pozicioni i A₁O dhe (CB₁D₁)?paralele
Le të jetë O₁ qendra e A₁B₁C₁D₁. A₁O ∥ CO₁ (A₁O₁CO është paralelogram), kurse CO₁ shtrihet në (CB₁D₁) ⇒ sipas T4 A₁O ∥ (CB₁D₁).
4.13Kubi: nëpër AC rrafsh ∥ BC₁; nëpër B rrafsh ∥ ACD₁; nëpër BA₁ dhe CB₁ rrafshe ∥ACD₁ · BA₁C₁ · BDA₁ dhe CB₁D₁
- BC₁ ∥ AD₁ ⇒ rrafshi ACD₁ përmban AC dhe është ∥ me BC₁.
- BA₁ ∥ CD₁ dhe BC₁ ∥ AD₁ ⇒ (BA₁C₁) ∥ (ACD₁).
- Për drejtëzat e kryqëzuara BA₁ dhe CB₁: (BDA₁) ∥ (CB₁D₁).
4.14Paralelopipedi: vërteto (ABC) ∥ (A₁B₁C₁) dhe (AB₁D₁) ∥ (BDC₁)T5
- AB dhe AD (priten, në ABC) ∥ A₁B₁ dhe A₁D₁ (në A₁B₁C₁) ⇒ ∥.
- AB₁ dhe AD₁ (priten, në AB₁D₁) ∥ DC₁ dhe BC₁ (në BDC₁) ⇒ ∥. ∎
4.15Prizëm i rregullt gjashtëkëndor: a është ABB₁ ∥ a) CDD₁ b) DEE₁ c) CEE₁ ç) CFF₁ d) CFE₁?Jo Po Jo Po Jo
AB ∥ ED ∥ CF (në gjashtëkëndëshin e rregullt). Faqja DEE₁ dhe prerja diagonale CFF₁ janë paralele me ABB₁. Vërtetimi për b): AB dhe AA₁ janë ∥ me DE dhe EE₁ ⇒ T5.
4.16Gjashtëkëndëshi ABCDEF, brinja AF shtrihet në α. Cilat brinjë e presin α? / Piramida SABCD me bazë paralelogram: drejtëza e prerjes së SAB dhe SCD?CD ∥ α · ∥ me bazën
- AB, BC, DE, EF e presin α; CD ∥ AF ⇒ CD ∥ α.
- AB ∥ CD ⇒ AB ∥ (SCD) ⇒ drejtëza e prerjes së SAB dhe SCD është ∥ me AB, pra ∥ me rrafshin ABCD.
Drejtëzat e kryqëzuara dhe largësitë
Dy drejtëza janë të kryqëzuara nëse nuk shtrihen në një rrafsh. As nuk priten, as nuk janë paralele, si dy ura në lartësi të ndryshme.
Pozicionet e 2 drejtëzave
- në rrafshpriten (1 pikë) ose paralele (0 pika)
- jo në rrafshtë kryqëzuara
- kriteria ⊂ α, b e shpon α në një pikë që nuk është në a ⇒ a dhe b janë të kryqëzuara.
Numërimi
Çdo brinjë e kubit merr pjesë 4 herë në një çift drejtëzash të kryqëzuara. Kubi ka 12 brinjë → 4·12/2 = 24 çifte.
Tetraedri: 3 çifte · piramida 4-këndore: 8 · prizmi i rregullt 3-këndor: 12 · prizmi i rregullt 6-këndor: 72.
5.1Emërto drejtëzat që kalojnë nëpër kulmet e kubit dhe janë të kryqëzuara me AB.12 drejtëza
Jo vetëm brinjët: edhe diagonalet e faqeve dhe diagonalet hapësinore.
- Brinjët: CC₁, DD₁, A₁D₁, B₁C₁.
- Diagonalet e faqeve: CB₁, DA₁, CD₁, DC₁, A₁C₁, B₁D₁.
- Diagonalet hapësinore: CA₁, DB₁.
- Gjithsej 12. Kontrolluar me koordinata.
5.2Vërteto: nëse EF dhe GH nuk shtrihen në të njëjtin rrafsh, atëherë edhe EG dhe FH janë të kryqëzuara.kundërthënie
- Supozojmë se EG dhe FH shtrihen në të njëjtin rrafsh α.
- Atëherë E, G, F, H ∈ α, pra edhe drejtëzat EF dhe GH shtrihen në α.
- Kjo bie ndesh me kushtin. Pra EG dhe FH nuk janë në të njëjtin rrafsh → të kryqëzuara. ∎
Kubi ABCDA₁B₁C₁D₁ me brinjë 6. M dhe N janë meset e AB dhe B₁C₁. K është në DC ashtu që DK = 2KC.
Koordinatat (mënyra më e sigurt)
Vendos A në fillim: A(0, 0, 0), B(6, 0, 0), D(0, 6, 0), A₁(0, 0, 6).
Atëherë M(3, 0, 0), N(6, 3, 6), K(4, 6, 0).
Largësia ndërmjet pikave: √((x₂−x₁)² + (y₂−y₁)² + (z₂−z₁)²).
5.3Largësia nga N te drejtëza AK.6√221/13 ≈ 6,86
Teorema e tri pingulave: projekto N në bazë.
- N′ = projeksioni i N në ABCD = mesi i BC = (6, 3, 0). NN′ = 6.
- Largësia nga N′ te AK në bazë: syprina e △AN′K = ½|6·6 − 3·4| = 12, AK = √(16 + 36) = 2√13 → d = 2·12/(2√13) = 12/√13.
- Le të jetë H këmba e pingules nga N′ në AK. N′H ⊥ AK dhe NN′ ⊥ bazës → sipas teoremës së tri pingulave NH ⊥ AK.
- NH² = NN′² + N′H² = 36 + 144/13 = 612/13 → NH = 6√221/13 ≈ 6,86.
5.4Largësia ndërmjet drejtëzave MN dhe AK.18√53/53 ≈ 2,47
Drejtëzat janë të kryqëzuara. Largësia është gjatësia e pingules së përbashkët.
- Drejtimet: u = MN = (3, 3, 6) ∼ (1, 1, 2), w = AK = (4, 6, 0) ∼ (2, 3, 0).
- Vektor pingul me të dyja: n = u × w = (1·0 − 2·3, 2·2 − 1·0, 1·3 − 1·2) = (−6, 4, 1).
- Largësia = |AM · n| / |n| = |(3, 0, 0)·(−6, 4, 1)| / √(36 + 16 + 1) = 18/√53.
- d = 18√53/53 ≈ 2,47.
5.5Largësia nga A₁ te rrafshi MNK.66√173/173 ≈ 5,02
- Normalja e rrafshit: MN × MK = (3, 3, 6) × (1, 6, 0) = (−36, 6, 15) ∼ (−12, 2, 5).
- Ekuacioni: −12x + 2y + 5z = −36 (kontrollo me M, N, K).
- Largësia nga A₁(0, 0, 6): |−12·0 + 2·0 + 5·6 + 36| / √(144 + 4 + 25) = 66/√173.
- d = 66√173/173 ≈ 5,02.
5.6Kubi: të kryqëzuara me AB? Tetraedri ABCD? Piramida SABCD?A₁D₁, B₁C₁, DD₁, CC₁
- Kubi: A₁D₁; B₁C₁; DD₁; CC₁ (4 brinjë).
- Tetraedri: AB dhe CD; BC dhe AD; AC dhe BD.
- SABCD: SA–BC, SA–CD, SB–AD, SB–CD, SC–AB, SC–AD, SD–AB, SD–BC.
Projektimi paralel
Imagjino diellin që bie pjerrtas: çdo pikë hedh hije në dysheme. Të gjitha rrezet janë paralele (drejtimi l). Hija e pikës A është projeksioni i saj paralel A′ në rrafshin π.
Përkufizimi dhe vetitë
π është rrafsh, l është drejtëz që e shpon atë. Nëpër pikën A heqim drejtëz paralele me l. Pika ku ajo e shpon π është projeksioni paralel i A në drejtimin e l.
- Veti 1Drejtëza paralele me l (ose vetë l) projektohet në pikë. Çdo drejtëz tjetër projektohet në drejtëz.
- Veti 2Ruhet raporti i segmenteve në të njëjtën drejtëz: AB : BC = A′B′ : B′C′.
- Veti 32 drejtëza paralele (jo paralele me l) projektohen në drejtëza paralele (ose në të njëjtën drejtëz).AA′ ∥ BB′. Nëse AB ∥ A′B′, ABB′A′ është paralelogram; nëse jo, ABB′A′ është trapez.
6.1Pika C e ndan AB në raportin m : n. AA′ = a, BB′ = b (projeksione paralele). Gjej CC′.c = (na + mb)/(m + n)
Ngjashmëria e trekëndëshave.
- Nëpër A hiq drejtëz paralele me A′B′; ajo pret CC′ në C″ dhe BB′ në B″. Atëherë A′C′C″A dhe A′B′B″A janë paralelogramë: C″C′ = B″B′ = a.
- Pra B″B = b − a, dhe le të jetë x = C″C.
- △ACC″ ∼ △ABB″ (CC″ ∥ BB″): x/(b − a) = AC/AB = m/(m + n) → x = m(b − a)/(m + n).
- c = CC′ = a + x = (am + an + mb − ma)/(m + n) = (na + mb)/(m + n).
- Kontroll: mesi (m = n) → c = (a + b)/2 (vija e mesme e trapezit).
Vektorët në hapësirë
Vektori në hapësirë është segment i orientuar (me fillim dhe fund). Çdo vektor ka drejtim (drejtëza në të cilën shtrihet), kah (renditja e pikave) dhe gjatësi (modul). Dy vektorë janë të barabartë nëse kanë të njëjtin drejtim, kah dhe gjatësi, prandaj në kub A₁D₁ = AD = BC.
Nocionet
- shënimet|AB| = AB — moduli (gjatësia). Nëse A ≡ B, atëherë AB = AA = 0 (vektori zero).
- i lirëKlasa e ekuivalencës (të gjithë vektorët e barabartë) quhet vektor i lirë.
- veprimetMbledhja e vektorëve dhe shumëzimi me skalar përkufizohen njësoj si në rrafsh. Bashkësia e vektorëve është hapësirë vektoriale mbi ℝ.
- kolinearëVektorë me të njëjtin drejtim.
- të kundërtVektorë shuma e të cilëve është vektori zero: AB + BA = 0.
Rregullat e mbledhjes
- vazhdoAB + BC = AC (shkronjat e mesit „thjeshtohen“)
- paralelogramiAB + AD = AC
- ndryshimiAB − AC = CB
Paralelopipedi: AC₁ = AB + AD + AA₁
7.1Paralelopipedi: a janë të sakta a) BD₁ = BB₁ + B₁D₁ b) BD₁ = BA + BB₁ + BC c) DB₁ = DA + DC − D₁D ç) AC₁ = AB + BC + CC₁ − D₁C₁ + D₁APo Po Po Jo
- a) vazhdimi ✓. b) 3 brinjë nga B → diagonalja hapësinore ✓.
- c) DA + DC = DB; −D₁D = DD₁ = BB₁; DB + BB₁ = DB₁ ✓.
- ç) AB + BC + CC₁ = AC₁. Pjesa tjetër: −D₁C₁ + D₁A = C₁D₁ + D₁A = C₁A. Gjithsej AC₁ + C₁A = 0 ≠ AC₁ → jo.
7.2Vektori i barabartë me: a) AA₁ + AB b) AA₁ + BC c) AA₁ + C₁C ç) ½CB − ½CAAB₁ · AD₁ · 0 · ½AB
- a) paralelogrami → AB₁. b) BC = AD → AA₁ + AD = AD₁.
- c) C₁C = −AA₁ → vektori zero. ç) ½(CB − CA) = ½AB.
7.3Thjeshto: B₁D₁ + C₁C + C₁B + AC₁ + CA + A₁D₁B₁D
- Grupo: AC₁ + C₁C = AC; AC + CA = 0.
- Mbeten B₁D₁ + C₁B + A₁D₁. Zëvendëso A₁D₁ = B₁C₁: B₁C₁ + C₁B = B₁B.
- B₁B + B₁D₁ = B₁D (paralelogrami BB₁D₁D).
7.4Kubi njësi: gjatësia e a) AB + A₁D₁ b) AB₁ + A₁D c) AB₁ + BC₁√2 · √2 · √6
- a) A₁D₁ = BC → AB + BC = AC, |AC| = √2.
- b) A₁D = B₁C → AB₁ + B₁C = AC → √2.
- c) BC₁ = AD₁ → AB₁ + AD₁ = 2·AO₁ (O₁ mesi i B₁D₁). |AO₁| = √(1 + ½) → gjatësia 2·√(3/2) = √6.
Kontroll me koordinata: AB₁ = (1,0,1), BC₁ = (0,1,1), shuma (1,1,2), gjatësia √(1+1+4) = √6.
7.5Prizëm i rregullt 3-këndor, të gjitha brinjët 1: |AB + A₁C₁|, |AB + CC₁|, |BA + CB₁|√3 · √2 · √2
- A₁C₁ = AC → AB + AC = 2·AO (O mesi i BC), |AO| = √3/2 → √3.
- CC₁ = BB₁ → AB + BB₁ = AB₁ → √2.
- CB₁ = CB + BB₁; BA + CB = CA; CA + BB₁ = CA + AA₁ = CA₁ → √2.
7.6Shpreh: SC në SABCD; SD në piramidën gjashtëkëndore; AC₁ në prizmin gjashtëkëndor; thjeshto AB + CD + EE₁ + B₁C₁shih
- SC = SA + AC = SA + AB + AD.
- Gjashtëkëndësh i rregullt me qendër O: AO = AB + AF, AD = 2·AO → SD = SA + 2(AB + AF).
- AC = AB + BC, BC = AO = AB + AF → AC₁ = 2AB + AF + AA₁.
- CD = BC − AB, B₁C₁ = BC → AB + CD + B₁C₁ = 2BC = AD; plus EE₁ = AA₁ → AD₁.
7.7Tetraedri ABCD, E dhe F meset e AB dhe CD. Vërteto EF = ½(AD + BC)vijat e mesme
- Le të jetë G mesi i BD.
- EG është vijë e mesme në △ABD → EG = ½AD. GF është vijë e mesme në △BCD → GF = ½BC.
- EF = EG + GF = ½(AD + BC). ∎
Këndet, tri pingulet, këndi diedral
Këndi ndërmjet drejtëzës dhe rrafshit = këndi ndërmjet drejtëzës dhe hijes së saj (projeksionit ortogonal) në rrafsh. Ky është këndi më i vogël që drejtëza formon me çfarëdo drejtëze të rrafshit.
Përkufizimet
- 2 drejtëzaPër p = AB, q = CD këndi është ∠(AB, CD) ose suplementi i tij; gjithmonë ≤ 90°.
- p ⊥ Σp e shpon Σ dhe është pingule me çdo drejtëz në Σ. Pra nëse x ⊂ Σ dhe p ⊥ Σ ⇒ p ⊥ x.
- drejtëz–rrafshp′ = projeksioni ortogonal i p në Σ: ∠(p, Σ) = ∠(p, p′), gjithmonë ≤ 90°.
- diedri2 gjysmërrafshe Σ₁, Σ₂ me brinjë të përbashkët p. Këndi i diedrit: p₁ ⊂ Σ₁, p₁ ⊥ p dhe p₂ ⊂ Σ₂, p₂ ⊥ p (nga e njëjta pikë) → ∠(p₁, p₂).
- 2 rrafsheKëndi ndërmjet 2 rrafsheve që priten = këndi ndërmjet 2 drejtëzave pingule me secilin nga rrafshet.
- 3 pinguletn ⊥ Σ, A ∈ n, A′ = n ∩ Σ, B ∈ Σ, q ⊂ Σ nëpër B. Nëse q ⊥ A′B ⇒ q ⊥ AB.
8.1Drejtëza p e shpon Σ në O. Vërteto se këndi ndërmjet p dhe rrafshit është më i vogli nga këndet ndërmjet p dhe drejtëzave në Σ.sin ∠XOY ≤ sin ∠XOZ
- Mjafton të shohim drejtëzat në Σ nëpër O (zhvendosja paralele nuk e ndryshon këndin).
- Le të jetë X pikë e çfarëdoshme e p, Y projeksioni i saj në Σ (shtrihet në p′), dhe Z projeksioni i X në një drejtëz q′ ⊂ Σ nëpër O.
- XY është pingule me rrafshin → XY ≤ XZ (pingulja është më e shkurtra).
- sin ∠XOY = XY/XO ≤ XZ/XO = sin ∠XOZ, dhe të dy këndet janë në [0°, 90°].
- Pra ∠XOY ≤ ∠XOZ, d.m.th. ∠(p, Σ) është më i vogli. ∎
8.2Drejtëza p formon kënde të barabarta me p₁ dhe p₂ atëherë dhe vetëm atëherë kur p është pingule me njërën nga përgjysmoret e këndeve ndërmjet p₁ dhe p₂.pohim
Me vektorë (shpjegim i shkurtër).
- Le të jenë e₁, e₂ vektorë njësi të p₁, p₂, dhe u i p. Kënde të barabarta ⇔ |u·e₁| = |u·e₂|.
- Kjo është ⇔ u·(e₁ − e₂) = 0 ose u·(e₁ + e₂) = 0.
- e₁ + e₂ dhe e₁ − e₂ janë drejtimet e dy përgjysmoreve → p ⊥ me njërën prej tyre. ∎
8.3p formon kënde të barabarta me p₁ dhe p₂, të cilat priten në O dhe shtrihen në Σ. Vërteto se projeksioni i p në Σ është paralel me përgjysmoren e këndit ndërmjet p₁ dhe p₂.△ kongruentë + 3 pingule
- X ∈ p, X′ = projeksioni i X në Σ, Xᵢ = projeksioni i X në pᵢ (i = 1, 2).
- ∠XOX₁ = ∠XOX₂ (kushti), ∠XX₁O = ∠XX₂O = 90°, XO e përbashkët → △XOX₁ ≅ △XOX₂, pra OX₁ = OX₂ dhe XX₁ = XX₂.
- Teorema e tri pingulave: XX₁ ⊥ p₁ ⇒ X′X₁ ⊥ p₁; njësoj X′X₂ ⊥ p₂.
- △OX₁X′ ≅ △OX₂X′ (kënde të drejta, OX₁ = OX₂, OX′ e përbashkët) → X′X₁ = X′X₂.
- X′ është në largësi të barabartë nga p₁ dhe p₂ → shtrihet në përgjysmore: ∠X₁OX′ = ∠X₂OX′. ∎
Vëllimi: Kavalieri dhe paralelopipedi
Një tufë letrash: nëse e shtyn që të pjerrtësohet, vëllimi nuk ndryshon. Ky është parimi i Kavalierit: nëse dy trupa në çdo lartësi kanë prerje me syprinë të barabartë, kanë vëllim të njëjtë.
Formulat
- cilindër i përgjithësuarBaza F, drejtëza l ∦ Σ. c = drejtuesja (kufiri i bazës), l = përftuesja. V = B · H. Prizmi dhe cilindri janë cilindra të përgjithësuar.
- paralelopipediV = S · h (faqja × lartësia drejt saj)
- brinjë e pjerrëtV = S · c · sin ψ
- 3 brinjëV = a · b · c · sin φ · sin ψ
9.1Gjej paralelopipedin me vëllimin më të madh nëse shuma e gjatësive të të gjitha brinjëve është 12.kub me brinjë 1
- 4a + 4b + 4c = 12 → a + b + c = 3.
- V = abc·sinφ·sinψ ≤ abc, me barazim kur φ = ψ = 90° (kuboid).
- Mosbarazimi ndërmjet mesit aritmetik dhe gjeometrik: ∛(abc) ≤ (a + b + c)/3 → abc ≤ ((a+b+c)/3)³ = 1.
- Barazim kur a = b = c → kub me brinjë 1, V = 1.
9.22 faqe të kundërta janë katrorë me brinjë 1. Brinja që i lidh është 1 dhe është nën kënd 60°. Vëllimi?√3/2
- S = 1, h = 1·sin60° = √3/2.
- V = √3/2.
9.3Një faqe është romb me brinjë 1 dhe kënd 60°; brinja 1 formon 60° me atë faqe. Vëllimi?3/4
- V = abc·sinφ·sinψ = 1·1·1·sin60°·sin60°.
- V = √3/2 · √3/2 = 3/4.
9.43 faqe me kulm të përbashkët O janë rombe me brinjë 1 dhe kënd të ngushtë 60°. Vëllimi?√2/2
- O është kulmi i përbashkët, OX është brinja e tretë (gjatësia 1). A është projeksioni i X në bazë, B është projeksioni i X në brinjën OY. XA ⊥ bazës dhe XB ⊥ OB ⇒ AB ⊥ OB (tri pingulet).
- XB = sin60° = √3/2, OB = cos60° = ½. ∠XOY = ∠XOZ ⇒ A shtrihet në përgjysmore ⇒ ∠AOB = 30° ⇒ OA = 2AB.
- OA² = AB² + ¼ → 4AB² = AB² + ¼ → AB² = 1/12.
- XA² = XB² − AB² = ¾ − 1/12 = 2/3 → H = √(2/3) = √6/3.
- V = B·H = 1·1·sin60°·√6/3 = √2/2.
9.5Jepen kube me brinjë 12 dhe 5, prej plumbi. Shkrihen dhe nga materiali bëhet një kub i ri. Sa është brinja?∛1853 ≈ 12,28
Gjatë shkrirjes ruhet vëllimi (jo syprina!).
- V₁ = 12³ = 1728, V₂ = 5³ = 125.
- V = 1728 + 125 = 1853 = a³.
- a = ∛1853 ≈ 12,28. (Krahaso me detyrën me syprina, ku del 13.)
9.62 faqe fqinje me syprina S₁ dhe S₂, brinjë e përbashkët a, kënd diedral 150°S₁S₂/(2a)
- Lartësia e faqes S₂ ndaj brinjës a: S₂/a.
- Lartësia e trupit ndaj faqes S₁: h = (S₂/a)·sin150° = S₂/(2a).
- V = S₁·h = S₁S₂/(2a).
Prizmi: syprina dhe vëllimi
Syprina e prizmit është shuma e syprinave të faqeve të tij, P = 2B + M (B = baza, M = mbështjellësi). V = B · H. Pothuajse çdo detyrë kthehet në një trekëndësh kënddrejtë me lartësinë H.
Syprinat e bazave
| Katrori | a² | Trekëndësh barabrinjës | a²√3/4 |
| Drejtkëndëshi | a·b | Gjashtëkëndësh i rregullt | 3a²√3/2 |
| Paralelogrami | a·b·sin α | Trapezi | (a+b)/2 · h |
| Rombi | d₁·d₂/2 | Heroni | √(s(s−a)(s−b)(s−c)) |
Formula të gatshme
| Kubi | P = 6a², V = a³, D = a√3 |
| Kuboidi | D = √(a²+b²+c²), V = abc |
| I rregullt 3-këndor | P = a²√3/2 + 3aH |
| I rregullt 4-këndor | P = 2a² + 4aH, V = a²H |
| I rregullt 6-këndor | P = 3a²√3 + 6aH |
| Prizmi i pjerrët | V = Q · s (Q = prerja normale) |
10.1Kuboidi me brinjë të bazës a dhe b ka diagonale që me rrafshin e bazës formon 60°. Njehso P dhe V.c = √3·√(a²+b²)
Kemi diagonalen hapësinore, prandaj duhet njehsuar brinja e tretë.
- Diagonalja e bazës d = √(a² + b²).
- △ kënddrejtë (c, d, D) me kënd 60° te baza: c/d = tg60° = √3 → c = √3·√(a² + b²) = √(3a² + 3b²).
- V = abc = ab√(3a² + 3b²).
- P = 2ab + 2(a + b)c = 2ab + 2(a + b)√(3a² + 3b²).
10.2Baza e prizmit të drejtë është trapez. Vërteto se V është i barabartë me mesin aritmetik të syprinave të dy faqeve anësore paralele shumëzuar me largësinë ndërmjet tyre.V = (P₁+P₂)/2 · d
- V = B·H, B = (a + b)/2 · h → V = (a + b)/2 · h · H.
- Faqet anësore paralele: P₁ = aH, P₂ = bH → (P₁ + P₂)/2 = (a + b)/2 · H.
- Largësia ndërmjet atyre faqeve është lartësia e trapezit: d = h.
- (P₁ + P₂)/2 · d = (a + b)/2 · H · h = V. ∎
10.3Jepen 2 kube të barabartë me brinjë a. Nëse i pari rrotullohet 90° rreth vijës së mesme të njërës faqe, përputhet me tjetrin. Vëllimi i pjesës së përbashkët?a³/4
- Vija e mesme e faqes kalon nëpër meset e 2 brinjëve të kundërta.
- Pas rrotullimit kubi është zhvendosur për gjysmë brinje në 2 drejtime.
- Pjesa e përbashkët është kuboid a × a/2 × a/2.
- V = a³/4 = V/4.
10.4Baza e prizmit është trekëndësh barabrinjës me brinjë 4 cm. Brinja anësore 6 cm formon 60° me bazën. Vëllimi dhe syprina e prerjes pingule me brinjën anësore?36 cm³ · 6 cm²
- H = 6·sin60° = 3√3, B = 4²√3/4 = 4√3.
- V = 4√3 · 3√3 = 36 cm³.
- V = Q·s (Q = prerja normale) → Q = 36/6 = 6 cm².
10.5Kube me brinjë 12 dhe 5. Gjej kubin syprina e të cilit është shuma e syprinave të tyre.brinja 13
- P₁ = 6·12², P₂ = 6·5² = 150. 6x² = 6(144 + 25) → x² = 169.
- x = 13, V = 13³ = 2197.
10.6Prizëm i drejtë me P = 334 cm², baza paralelogram me brinjë 9 dhe 10 cm dhe diagonale 17 cm. Vëllimi?360 cm³
- Diagonalja e ndan bazën në △ 9, 10, 17. s = (9 + 10 + 17)/2 = 18.
- Heroni: √(18·9·8·1) = 36 → B = 2·36 = 72.
- P = 2B + 2(a + b)H → 334 = 144 + 38H → H = 5.
- V = 72·5 = 360 cm³.
10.7Paralelopiped i drejtë, baza paralelogram 1 dhe 4 cm, këndi 60°. Diagonalja më e madhe është 5 cm. V?4√3 cm³
Diagonalja më e madhe e bazës është përballë këndit të gjerë 120°.
- d² = 1² + 4² − 2·1·4·cos120° = 17 + 4 = 21.
- D² = d² + H² → 25 = 21 + H² → H = 2.
- B = 1·4·sin60° = 2√3 → V = 2√3·2 = 4√3 ≈ 6,93 cm³.
10.8Prerja diagonale e kuboidit është katror 1 m², a : b = 3 : 4. P dhe V?3,76 m² · 0,48 m³
- Prerja diagonale = drejtkëndësh d × H. Katror → d = H = 1.
- a = 3k, b = 4k → d = 5k = 1 → k = 0,2 → a = 0,6, b = 0,8.
- P = 2(0,48 + 0,6 + 0,8) = 3,76 m², V = 0,6·0,8·1 = 0,48 m³.
10.9Prizëm i rregullt 4-këndor, M = 12√6 cm², diagonalja është e pjerrët ndaj bazës nën 30°P = 18+12√6, V = 9√6
- Trekëndëshi (H, d = a√2, D): tg30° = H/(a√2) → H = a√6/3.
- M = 4aH = 4a²√6/3 = 12√6 → a² = 9 → a = 3, H = √6.
- P = 2·9 + 12√6 = 18 + 12√6 cm², V = 9√6 ≈ 22,05 cm³.
10.10Prizëm i rregullt 4-këndor: diagonalja formon 30° me faqen anësore, brinja a. V?a³√2
- Largësia nga A te faqja BCC₁B₁ është AB = a → sin30° = a/D → D = 2a.
- D² = 2a² + H² → 4a² = 2a² + H² → H = a√2.
- V = a²·a√2 = a³√2.
10.11Prizëm i drejtë 3-këndor H = 5 dm, faqet anësore 125, 85, 140 dm². V?1050 dm³
- Brinjët e bazës: 125/5 = 25, 85/5 = 17, 140/5 = 28.
- Heroni: s = 35, B = √(35·10·18·7) = 210.
- V = 210·5 = 1050 dm³.
10.12Baza trekëndësh dybrinjënjëshëm me krah 5; H = 10, V = 120. P?204 ose 184
- B = V/H = 12. Le të jetë baza 2x: B = x·√(25 − x²) = 12.
- x⁴ − 25x² + 144 = 0 → x² = 16 ose 9 → baza 8 ose 6.
- Baza 8: P = 24 + 10·18 = 204. Baza 6: P = 24 + 10·16 = 184. (Dy zgjidhje!)
10.13Prizëm i rregullt 3-këndor me brinjë a, mbështjellësi është gjysma e syprinës. V?a³/8
- M = P/2 → M = 2B → 3aH = 2·a²√3/4 → H = a√3/6.
- V = a²√3/4 · a√3/6 = a³/8.
10.14Prizëm i drejtë 3-këndor: B = 4 cm², faqet anësore 9, 10, 17 cm². V?12 cm³
- Brinjët e bazës: 9/H, 10/H, 17/H — ky është △(9, 10, 17) i zvogëluar H herë.
- △(9, 10, 17) ka syprinë 36 → 36/H² = 4 → H = 3.
- V = 4·3 = 12 cm³.
10.15Prizëm i rregullt 6-këndor, diagonalja më e madhe d formon 30° me brinjën anësore. V?9d³/64
- Projeksioni i diagonales = 2a (diagonalja e madhe e gjashtëkëndëshit).
- H = d·cos30° = d√3/2; 2a = d·sin30° → a = d/4.
- V = 3a²√3/2 · H = 9d³/64.
Piramida: syprina dhe vëllimi
P = B + M, V = ⅓ · B · H (piramida = një e treta e prizmit me të njëjtën bazë dhe lartësi). Sekreti: në piramidën e rregullt ka 3 trekëndësha kënddrejtë.
r dhe R për bazën
| Baza | r | R |
|---|---|---|
| Trekëndësh barabrinjës | a√3/6 | a√3/3 |
| Katrori | a/2 | a√2/2 |
| Gjashtëkëndësh i rregullt | a√3/2 | a |
Këndi i faqes anësore → (H, r, h). Këndi i brinjës anësore → (H, R, s).
Formula të gatshme
| I rregullt 4-këndor | P = a² + 2ah, V = ⅓a²H |
| Tetraedri | H = a√6/3, V = a³√2/12 |
| E cunguar | V = H/3·(B₁ + √(B₁B₂) + B₂) |
| Prerje ∥ bazës | S/B = (x/H)² |
11.1Piramidë e rregullt 4-këndore: M = 135 cm², brinja e bazës është 50% më e gjatë se lartësia. V?162 cm³
- a = 1,5H. h² = H² + (a/2)² = H² + 0,5625H² → h = 1,25H.
- M = 4·a·h/2 = 2ah = 3,75H² = 135 → H = 6, a = 9.
- V = ⅓·81·6 = 162 cm³.
11.2Brinja e bazës është 1 cm më e gjatë se lartësia, brinja anësore është 9 cm. V?448/3 cm³
- Trekëndëshi (H, R, s): s² = H² + a²/2 (sepse R² = a²/2).
- 81 = H² + (H+1)²/2 → 3H² + 2H − 161 = 0 → H = 7, a = 8.
- V = ⅓·64·7 = 448/3 ≈ 149,3 cm³.
11.3Lartësia H; një faqe anësore ka syprinë sa baza. P dhe V?4H²/3 · 4H³/45
- a·h/2 = a² → h = 2a. h² = H² + a²/4 → a² = 4H²/15.
- P = a² + 4a² = 5a² = 4H²/3.
- V = ⅓a²H = 4H³/45.
11.4Baza trapez dybrinjënjëshëm 3 dhe 5 cm, krahu 7; këmba e lartësisë = prerja e diagonaleve; brinja anësore më e madhe 10. V?80 cm³
- Lartësia e trapezit √(7² − 1²) = 4√3; diagonalja √(4² + 48) = 8.
- Prerja e ndan diagonalen 5 : 3 → pjesa më e gjatë = 5.
- H = √(10² − 5²) = 5√3, B = (3+5)/2·4√3 = 16√3 → V = ⅓·16√3·5√3 = 80 cm³.
11.5Brinja a, faqja anësore formon 60° me bazën. P dhe V?3a² · a³√3/6
- (H, r = a/2, h): h = r/cos60° = a, H = r·tg60° = a√3/2.
- P = a² + 2a·a = 3a².
- V = ⅓a²·a√3/2 = a³√3/6.
11.6Lartësia H, prerja diagonale Q. V? (H = 8, Q = 60)2Q²/(3H) = 300
- Q = ½·a√2·H → a² = 2Q²/H².
- V = ⅓a²H = 2Q²/(3H). Për H = 8, Q = 60: V = 7200/24 = 300.
11.7Kubi a: kulmi = qendra e një faqeje, baza = meset e brinjëve të faqes së kundërt. P dhe V?2a² · a³/6
- Baza: katror me brinjë a√2/2 → B = a²/2. H = a.
- Apotema h = √(a² + (a√2/4)²) = 3a√2/4 → M = 4·½·(a√2/2)(3a√2/4) = 3a²/2.
- P = a²/2 + 3a²/2 = 2a², V = ⅓·(a²/2)·a = a³/6.
11.8a = 12, s = 2√34. Kub i brendashkruar (kulmet e sipërme në brinjët anësore). Brinja e kubit dhe V mbi të?4,8 cm · 24,576 cm³
- s² = H² + a²/2 → 136 = H² + 72 → H = 8.
- Në lartësinë x prerja është katror a·(H − x)/H. Kubi: x = 12(8 − x)/8 → x = 4,8 cm.
- Mbi kubin: piramidë me bazë 4,8² dhe lartësi 3,2 → V = ⅓·23,04·3,2 = 24,576 cm³.
11.9Brinja anësore s e pjerrët ndaj bazës nën këndin α. V?⅔s³cos²α·sinα
- (H, R, s): H = s·sinα, R = s·cosα, a = R√2 → a² = 2s²cos²α.
- V = ⅓·2s²cos²α·s·sinα = ⅔s³cos²α·sinα.
11.10Prerja diagonale Q, brinjët anësore nën 45°. V?2Q√Q/3
- 45° → H = R = d/2. Q = ½·d·H = d²/4 → d = 2√Q, H = √Q.
- a² = d²/2 = 2Q → V = ⅓·2Q·√Q = 2Q√Q/3.
11.11Brinja a; baza dhe prerja diagonale kanë syprinë të barabartë. M dhe V?3a² · a³√2/3
- a² = ½·a√2·H → H = a√2. h = √(2a² + a²/4) = 3a/2.
- M = 2ah = 3a², V = ⅓a²·a√2 = a³√2/3.
11.12Baza paralelogram a = 10, b = 18, B = 90; këmba e lartësisë = prerja e diagonaleve, H = 6. M?192 cm²
- Lartësitë e paralelogramit: 90/10 = 9 dhe 90/18 = 5 → nga qendra te brinjët: 4,5 dhe 2,5.
- Apotemat: √(36 + 4,5²) = 7,5 dhe √(36 + 2,5²) = 6,5.
- M = 2·½·10·7,5 + 2·½·18·6,5 = 75 + 117 = 192 cm².
11.13E rregullt 3-këndore: P = 8√3, lartësia është 2 herë më e madhe se brinja e bazës. V?4√3/3
- H = 2a, r = a√3/6 → h = √(4a² + a²/12) = 7a√3/6.
- P = a²√3/4 + 3·½·a·h = a²√3/4 + 7a²√3/4 = 2a²√3 = 8√3 → a = 2, H = 4.
- V = ⅓·√3·4 = 4√3/3 ≈ 2,31.
11.14Nxirr V të tetraedrit të rregullt. Raporti kub : tetraedër AB₁CD₁a³√2/12 · 3 : 1
- H = a√6/3, B = a²√3/4 → V = ⅓·(a²√3/4)·(a√6/3) = a³√2/12.
- AB₁CD₁ = kubi pa 4 „qoshe“, secila me V = ⅓·(a²/2)·a = a³/6 → a³ − 4a³/6 = a³/3 → raporti 3 : 1.
11.15Syprina e tetraedrit të rregullt me lartësi H3√3H²/2
- H = a√6/3 → a² = 3H²/2.
- P = a²√3 = 3√3H²/2.
11.16E rregullt 3-këndore, brinja a, faqet anësore nën 60°. P?3a²√3/4
- r = a√3/6, h = r/cos60° = a√3/3.
- P = a²√3/4 + 3·½·a·a√3/3 = 3a²√3/4.
11.17Baza trekëndësh dybrinjënjëshëm me bazë 6 dhe lartësi 9; të gjitha brinjët anësore 13. V?108 cm³
Brinjë anësore të barabarta → këmba e lartësisë është qendra e rrethit të jashtëshkruar (R).
- Krahu = √(3² + 9²) = 3√10, B = 27, R = abc/(4B) = 6·90/108 = 5.
- H = √(13² − 5²) = 12 → V = ⅓·27·12 = 108 cm³.
11.18E rregullt 6-këndore, a = 2; mbështjellësi është 3 herë më i madh se baza. P dhe V?24√3 · 12√2
- B = 3a²√3/2 = 6√3, M = 18√3 = 6·½·2·h → h = 3√3.
- r = a√3/2 = √3 → H = √(27 − 3) = 2√6.
- P = 24√3, V = ⅓·6√3·2√6 = 12√2 ≈ 16,97.
11.19Shuma e këndeve të brendshme të bazës 720°; brinja anësore s formon 30° me lartësinë. V?3s³/16
- (n−2)·180° = 720° → n = 6 (gjashtëkëndësh, R = a).
- H = s·cos30° = s√3/2, a = R = s·sin30° = s/2.
- V = ⅓·(3a²√3/2)·H = 3s³/16.
11.20E rregullt 6-këndore, H = 12 dm; rrafshi ∥ me bazën, në 9 dm prej saj, jep prerje 450 cm². V?288 dm³
- Prerja është në 12 − 9 = 3 dm nga kulmi → raporti 3 : 12 = 1 : 4.
- Syprinat janë në raportin (1/4)² = 1/16 → B = 16·450 = 7200 cm² = 72 dm².
- V = ⅓·72·12 = 288 dm³.
11.21Piramidë e rregullt 4-këndore e cunguar: a = 13, b = 1, s = 10. P dhe V?394 cm² · 122√7 cm³
- Faqja anësore = trapez dybrinjënjëshëm: h′ = √(10² − 6²) = 8 → M = 4·(13+1)/2·8 = 224.
- P = 169 + 1 + 224 = 394 cm².
- H = √(8² − 6²) = 2√7 → V = (2√7/3)(169 + 13 + 1) = 122√7 ≈ 322,8 cm³.
11.22E rregullt 4-këndore e cunguar: a = 12, b = 6, mbështjellësi është gjysma e syprinës. V?336 cm³
- M = B₁ + B₂ = 144 + 36 = 180 = 4·(12+6)/2·h′ → h′ = 5.
- H = √(5² − 3²) = 4.
- V = (4/3)(144 + 72 + 36) = 336 cm³.
Ushtro: të njëjtat detyra, numra të rinj
Zgjidh llojin
Të sakta: 0 / 0
★ = detyra të zgjedhura nga disa module. Për provë para testit: „Të përziera“, 8 detyra në letër, pastaj kontrollo.
Kuiz: teori për 5 minuta
Rezultati
E dija: 0 · Nuk e dija: 0
Kur nuk e di: imagjino një kub.
Përmbledhje
Aksioma dhe pohime
- 2 pika
- 1 drejtëz
- 3 jokolin.
- 1 rrafsh
- P1
- 2 pika në α ⇒ drejtëza ⊂ α
- P2
- drejtëz + pikë ⇒ 1 rrafsh
- P3
- 2 drejtëza që priten ⇒ 1 rrafsh
- rrafshe „∥“
- ekuivalencë
Numërimi
- prizmi
- 2n · 3n · n+2
- piramida
- n+1 · 2n · n+1
- Euleri
- K − B + F = 2
- rrjetet e kubit
- 11
- n pika→drejtëza
- n(n−1)/2
- pjesë
- 2, 4, 8, 15
Çifte në kub
- paralele
- 18
- të kryqëzuara
- 24
- drejtëza nëpër kulme të kryq. me AB
- 12
- prizëm 6-këndor ∥
- 33
- tetraedër të kryq.
- 3
Rruga më e shkurtër
- kubi a
- a√5
- kuboidi
- √((vogël+mesme)² + madhe²)
- prizëm 3-këndor, 1
- √(7+2√3)/2
- 6-këndor, 1 dhe 2
- √13
- piramida, 1
- √7/2
Projektimi dhe këndet
- raporti
- AB : BC = A′B′ : B′C′
- segmenti
- c = (na + mb)/(m+n)
- drejtëz–rrafsh
- ∠(p, p′), këndi më i vogël
- 3 pingulet
- q ⊥ A′B ⇒ q ⊥ AB
- diedri
- p₁ ⊥ p, p₂ ⊥ p
Vektorët
- vazhdo
- AB + BC = AC
- paralelogr.
- AB + AD = AC
- paralelop.
- AC₁ = AB + AD + AA₁
- zero
- AA = 0
Vëllimi
- paralelop.
- V = abc·sinφ·sinψ
- shkrirja
- V = V₁ + V₂
- max V, brinjët 12
- kub 1
- kubi i rrotulluar
- a³/4
Prizmi
- të gjithë
- P = 2B + M, V = B·H
- diag.
- D² = d² + H², tgφ = H/d
- △
- B = a²√3/4
- gjashtëk.
- B = 3a²√3/2
Piramida
- të gjithë
- P = B + M, V = ⅓BH
- △ 1
- h² = H² + r²
- △ 2
- s² = H² + R²
- △ 3
- s² = h² + (a/2)²
- tetraedri
- V = a³√2/12