Genel bakış
| Soru türü | Nasıl çözülür | Modül |
|---|---|---|
| “Doğru mu…”, “Olabilir mi…” | aksiyomlar + bir küp düşün; “Hayır” = karşı örnek bul | 01 |
| İfadeyi kanıtla (Ö1, Ö2, paralellik, aykırı doğrular) | 2–4 satırlık hazır kalıplar | 01, 04, 05 |
| Köşeler, ayrıtlar, yüzler; küpün ve dörtyüzlünün açınımları | 2n · 3n · n+2 ve n+1 · 2n · n+1; küpün 11 açınımı vardır | 02 |
| Yüzey üzerinde en kısa yol | aç → doğru çizgi → Pisagor veya kosinüs teoremi → en küçüğü al | 03 |
| Paralel / aykırı çiftleri say | ayrıtlar × her birinin çift sayısı ÷ 2 | 04, 05 |
| Küpte uzaklık (nokta–doğru, doğru–doğru, nokta–düzlem) | üç dikme teoremi veya koordinatlar | 05 |
| Bir doğru parçasının paralel izdüşümü | c = (na + mb)/(m + n) | 06 |
| Vektörler: sadeleştirme, uzunluk | uç uca ekleme ve eşit vektörle değiştirme | 07 |
| Doğru–düzlem açısı, üç dikme, iki yüzlü açı | doğrunun izdüşümü; dik üçgen | 08 |
| Paralelyüzün hacmi, küplerin eritilmesi, döndürülmüş küp | V = abc·sinφ·sinψ; hacimler toplanır | 09, 10 |
| Prizma ve piramidin P ve V değeri | dik üçgenler: (H, d, D), (H, r, h), (H, R, s) | 10, 11 |
İpucu: önce çiz, sonra yaz. P ve V sorusu = dik üçgeni bul!
Videolar: temeller
Modüllerden önce izle. Hemen her soru için gereken araçlar bunlardır: dik üçgen, alanlar, prizma, piramit, en kısa yol ve uzayda doğrular. Videolar Makedonca, bilgisayar sesi ve altyazılıdır; formüller ve çizimler dil bilmeden de anlaşılır.
Temeller: nokta, doğru, düzlem
Sınıfı düşün. Nokta boyutu olmayan bir lekedir, doğru sonsuza kadar gerilmiş bir iptir, düzlem sonsuz ince bir yapraktır (zemin, duvar, tahta). Uzay geometri = kâğıt üzerinde değil, bütün odada geometri.
Aksiyomlar (kanıtlanmaz)
- A12 noktadan tam olarak 1 doğru geçer.
- A2Doğrusal olmayan 3 noktadan tam olarak 1 düzlem geçer.3 ayaklı masa asla sallanmaz.
- A32 düzlemin 1 ortak noktası varsa, bir doğru boyunca kesişirler.
- A4Aynı düzlemde olmayan 4 nokta vardır.
- A5Her düzlemde düzlem geometrinin tüm kuralları geçerlidir.
İki düzlem
- 1bir doğru boyunca kesişir
- 2çakışır (α ≡ β)
- 3ortak noktaları yoktur → paralel
Çoğu zaman α ≡ β de paralel sayılır. O zaman şu teorem geçerlidir: düzlemler kümesinde “paraleldir” bağıntısı bir denklik bağıntısıdır, çünkü:
- yansıyanα ∥ α (her düzlem kendisine paraleldir)
- simetrikα ∥ β ⇒ β ∥ α
- geçişkenα ∥ β ve β ∥ γ ⇒ α ∥ γ
Kanıtlı ifadeler
- Ö1c doğrusunun α ile 2 ortak noktası A ve B varsa, c’nin tamamı α’dadır.Kanıt: A ve B’den tek bir doğru geçer (A1). α’da da A ve B’den geçen bir doğru vardır (A5). İki doğru çakışmalıdır, yani c ⊂ α. ∎
- Ö2Bir doğrudan ve onun dışındaki bir noktadan tek bir düzlem geçer.Kanıt: doğrunun 2 noktasını ve verilen noktayı al. Bunlar doğrusal olmayan 3 noktadır → A2 tek bir düzlem verir. ∎
- Ö3Kesişen 2 doğrudan tek bir düzlem geçer.Kanıt: A = a ∩ b, B ∈ b, B ≠ A al. Şimdi a doğrusu ve onun dışında B noktası var → Ö2. ∎
1.14 nokta aynı düzlemde değil. Bunlardan 3’ü aynı doğru üzerinde olabilir mi?Hayır
Olmayana ergi yöntemiyle kanıt.
- 3 noktanın bir a doğrusu üzerinde olduğunu varsayalım.
- O zaman a doğrusundan ve 4. noktadan bir düzlem geçer (Ö2).
- Yani 4 noktanın hepsi bu düzlemdedir; bu da varsayımla çelişir. ∎
1.2Farklı 2 düzlemin 2 ortak doğrusu olabilir mi?Olamaz
2 ortak doğruları varsa, doğrusal olmayan 3 ortak noktaları da vardır. A2’ye göre bunlardan tek bir düzlem geçer, yani düzlemler çakışır. Farklı iki düzlem yalnızca bir doğru boyunca kesişir (A3).
1.3Doğru mu: kesişen iki doğrunun her birini kesen her doğru, bu doğruların düzlemindedir?Hayır
Karşı örnek: doğru, iki doğrunun kesişim noktasından geçip düzlemden çıkabilir (örn. küpte AA₁ hem AB’yi hem AD’yi keser ama ABCD’de değildir). Onları 2 farklı noktada keserse düzlemdedir (Ö1).
1.4Bir doğru ve onun dışında bir nokta veriliyor. Verilen doğruyu kesen ve noktadan geçen tüm doğruların aynı düzlemde olduğunu kanıtla.Ö2 ve Ö1’den
- Doğru a, nokta B ∉ a olsun. Ö2’ye göre a ve B’den tek bir α düzlemi geçer.
- B’den geçen b doğrusu a’yı A noktasında keser. O zaman A ∈ α ve B ∈ α.
- b’nin α ile 2 ortak noktası var → Ö1’e göre b’nin tamamı α’dadır, b ⊂ α. Bu, her böyle doğru için geçerlidir. ∎
1.5Sonlu sayıda doğru, her 2’si kesişiyor. Kanıtla: ya hepsi aynı düzlemdedir ya da hepsi 1 noktadan geçer.Ö3 + Ö1
- Doğrulardan O’da kesişen 2’sini, a ve b’yi al. Bunlardan α düzlemi geçer (Ö3).
- Diğer her c doğrusu hem a’yı hem b’yi keser. Onları 2 farklı noktada keserse bu noktalar α’dadır, yani c ⊂ α (Ö1).
- c, O’dan geçiyor ve α’da değilse, sonraki her doğru c, a ve b’yi kesmelidir. Bu ancak o doğru da O’dan geçerse mümkündür. Yani ya hepsi α’dadır ya da hepsi O’dan geçer. ∎
n nokta, hiçbir 3’ü doğrusal değil → doğrular
n(n−1)/2. Örnek: 5 nokta → 10 doğru.
n nokta, hiçbir 4’ü aynı düzlemde değil → düzlemler
n(n−1)(n−2)/6. Örnek: 5 nokta → 10, 6 nokta → 20.
Düzlemler uzayı en çok kaç parçaya ayırır?
1 düzlem → 2 · 2 → 4 · 3 → 8 · 4 → 15.
1.6Her a) 3 nokta b) 4 nokta aynı düzlemde midir?a) Evet b) Hayır
3 nokta her zaman (doğrusal iseler sonsuz düzlem, değillerse tam bir düzlem). 4 nokta olmayabilir: A4, aynı düzlemde olmayan 4 nokta olduğunu söyler (dörtyüzlünün köşeleri).
1.7Bir çemberin bir düzlemle 2 ortak noktası var. Çember bu düzlemde midir?Hayır
Zemine dik duran ve onu delen bir çember düşün: zeminde 2 nokta, gerisi dışarıda. (3 ortak noktası varsa düzlemdedir.)
1.8Paralelkenarın 3 köşesi α’da. Dördüncüsü? / 2 köşe + köşegenlerin kesişim noktası α’da?Evet / Hayır
3 köşe bir düzlem belirler → paralelkenarın tamamı o düzlemdedir. Ama 2 köşe karşılıklı ise (A ve C), köşegenlerin kesişim noktası aynı AC doğrusu üzerindedir → doğrusal 3 nokta düzlem belirlemez → B ve D α’da olmayabilir.
1.9a, b, c doğruları ikişer ikişer kesişiyor. Aynı düzlemde olmak zorunda mı?Zorunda değil
Küpün bir köşesinden çıkan üç ayrıt (AB, AD, AA₁) ikişer ikişer A’da kesişir ama aynı düzlemde değildir. 3 farklı noktada kesişirlerse aynı düzlemdedirler.
1.10Çizimdeki hatayı bul: α ve β kesişiyor, A, B, C ikisine de aitA, B, C doğrusal olmalı
İki düzlem yalnızca bir doğru boyunca kesişir (A3). Her ortak nokta bu doğru üzerinde olmalıdır → A, B, C aynı doğru üzerindedir. Benzer şekilde: a, b, c ikişer ikişer kesişir ve α’yı A, B, C’de keserse, A, B, C doğrusal olmalıdır.
1.11Aynı düzlemde olmayan 4 nokta: 3’ü doğrusal olabilir mi? 3 / 4 parçalı kapalı kırık çizgi düzlem dışında olabilir mi?Hayır · Hayır · Evet
3’ü doğrusal ise 4. noktayla bir düzlem belirlerler (Ö2) → 4’ü de o düzlemde olurdu. 3 parçalı kırık çizgi üçgendir → her zaman bir düzlemdedir. 4 parçalı: D, ABC düzleminin üstündeyken A→B→C→D→A → olabilir.
1.12a ∩ b = C, a ⊂ α, b ⊂ β (α ≠ β). α ve β’nın kesişim doğrusu nereden geçer?C’den
C, a üzerindedir (yani α’da) ve b üzerindedir (yani β’da) → C ortak noktadır → kesişim doğrusu üzerindedir.
1.13Kanıtlar: düzlem dışındaki noktalar; bir noktadan geçip bir doğruyu kesen doğrular; kesişen sonlu sayıda doğruA4, Ö1, Ö2, Ö3
- Her düzlemin dışında noktalar vardır: A4’e göre aynı düzlemde olmayan 4 nokta vardır → en az biri α’da değildir.
- a doğrusu, B ∉ a noktası. B’den geçip a’yı kesen tüm doğrular bir düzlemdedir: Ö2’ye göre a ve B’den bir α düzlemi geçer. B’den geçip a’yı A’da kesen b doğrusunun α’da 2 noktası (A ve B) vardır → Ö1’e göre b ⊂ α.
- Sonlu sayıda doğru, her ikisi kesişiyor → ya hepsi bir düzlemde ya da hepsi bir noktadan geçer: a ve b’yi al (α düzlemi). Diğer her c ya a ile b’nin kesişim noktasından geçer ya da onları 2 farklı noktada keser → α’dadır.
Çokyüzlüler ve açınımlar
Çokyüzlü, çokgenlerden (yüzlerden) oluşan bir cisimdir. Bu çokgenlerin kenarları ayrıtlar, köşeleri de köşelerdir. Yüzey bazı ayrıtlar boyunca kesilip her yüzün bir başkasıyla ortak bir ayrıtı olacak şekilde düzleme açılırsa, bu şekil çokyüzlünün açınımıdır.
Formüller
| Cisim | Köşe | Ayrıt | Yüz |
|---|---|---|---|
| Küp, dikdörtgenler prizması, paralelyüz | 8 | 12 | 6 |
| n-gen prizma | 2n | 3n | n + 2 |
| n-gen piramit | n + 1 | 2n | n + 1 |
Kontrol: köşe − ayrıt + yüz = 2
Kavramlar
- prizma2 eş paralel taban + paralelkenar yan yüzler. Tüm yan ayrıtlar paraleldir. Dik: yan ayrıtlar tabana diktir. Düzgün: dik + taban düzgün çokgendir.
- piramitn-gen taban + ortak tepe noktası S olan üçgen yan yüzler. Düzgün: taban düzgün çokgendir ve yan ayrıtlar eşittir.
Küpün 11 açınımının tümü
Kural: asla 2×2 biçiminde 4 kare olmaz, bir sırada asla 4’ten fazla kare olmaz ve katlayınca her karenin kendi yeri olmalıdır. Emin değilsen bir yüzü “taban” olarak işaretle ve diğerlerinin nasıl katlandığını düşün.
Düzgün dörtyüzlünün açınımları
Üçüncü şekil açınım değildir, çünkü 4 üçgenin köşesi ortaktır. Dörtyüzlüde her köşede tam 3 üçgen buluşur.
2.112 yüzlü bir çokyüzlünün tüm yüzleri beşgen. Kaç ayrıtı vardır?30
Her ayrıt tam 2 yüzün kenarıdır, bu yüzden her ayrıt iki kez sayılır.
- 12 yüz · 5 kenar = 60.
- 60 / 2 = 30 ayrıt.
2.2Tüm yüzleri kare olup küp olmayan bir çokyüzlü var mıdır?Evet, uzay haçı
Ortadaki bir küpün her yüzüne bir küp yapıştır (uzay haçı). Tüm yüzler karedir ama cisim küp değildir.
2.311 ayrıtlı bir çokyüzlü var mıdır?Evet
- Bir kare piramit al: 5 köşe, 8 ayrıt, 5 yüz.
- Tabanın bir köşesinden küçük bir köşe kes (orada 3 ayrıt buluşur). 3 yeni ayrıt ve 1 yeni yüz (üçgen) oluşur.
- 8 + 3 = 11 ayrıt. Kontrol: 7 − 11 + 6 = 2 ✓. (6’dan büyük olup çokyüzlüsü olmayan tek sayı 7’dir.)
2.4Kanıtla: kenar sayısı tek olan yüzlerin sayısı çifttir.olmayana ergi
- Her ayrıt tam 2 yüzün kenarıdır → tüm yüzlerin kenar sayılarının toplamı çifttir.
- N = kenar sayısı tek olan yüz sayısı, SN = bunların kenar sayıları toplamı, SP = kenar sayısı çift olan yüzlerdeki toplam olsun. SN + SP çifttir.
- SP her zaman çifttir. N tek ise SN, tek sayıda tek sayının toplamıdır → tektir.
- O zaman SN + SP tek olur — çelişki. Demek ki N çifttir. ∎
2.5a) 4 b) 6 c) 12 ç) 21 ayrıtlı prizma var mıdır?Hayır · Hayır · Evet · Evet
Prizmanın 3n ayrıtı vardır, n ≥ 3.
- 4 ve 6: 3n = 4 için tam sayı n yok; 3n = 6 → n = 2 (2-gen yoktur) → hayır.
- 12 → n = 4 (dörtgen) → evet. 21 → n = 7 (yedigen) → evet.
2.6a) 18 ayrıtı b) 24 köşesi c) 36 yüzü olan prizmanın tabanı nedir?6-gen · 12-gen · 34-gen
- 3n = 18 → n = 6 → altıgen.
- 2n = 24 → n = 12 → onikigen.
- n + 2 = 36 → n = 34 → 34-gen.
2.710 / 6 / 24 / 33 ayrıtlı piramit? 8 ayrıtı / 22 köşesi / 60 yüzü varsa taban?Evet Evet Evet Hayır · 4 · 21 · 59
- Piramidin 2n ayrıtı vardır → çift sayı olmalıdır: 10 (n=5), 6 (n=3), 24 (n=12) → evet; 33 tektir → hayır.
- 2n = 8 → dörtgen; n + 1 = 22 → 21-gen; n + 1 = 60 → 59-gen.
2.8Çokyüzlü: 6 köşe, her birinde 4 ayrıt buluşuyor. / 12 yüz, hepsi beşgen. Kaç ayrıt?12 · 30
İpucu: her ayrıtın 2 ucu vardır ve 2 yüzdedir → her şey iki kez sayılır → 2’ye böl.
- 6·4/2 = 12.
- 12·5/2 = 30.
2.95, 6, 7, 8, 9, 10, 11 ayrıtlı çokyüzlü var mıdır?Hayır, dörtyüzlü, Hayır, ...
- 5 → hayır; 6 → dörtyüzlü; 7 → hayır; 8 → kare piramit; 9 → üçgen prizma; 10 → beşgen piramit; 11 → evet (soru 2.3).
- En az ayrıtı dörtyüzlü vardır (6). 7, 6’dan büyük olup mümkün olmayan tek sayıdır.
2.10Açınımlar: hangileri düzgün dörtyüzlünün / prizmanın / piramidin açınımıdır?kurala bak
- Düzgün dörtyüzlü: her köşede 3 üçgen buluşur. 4 üçgenin ortak noktası olan şekil açınım değildir (şekil 3).
- Prizma açınımı: 2 eş taban + yan yana n dikdörtgen. Piramit açınımı: taban + etrafında n üçgen.
- Düzgün beş köşeli yıldız → düzgün beşgen piramit. 6 dikdörtgen + 2 altıgen → düzgün altıgen prizma.
Yüzey üzerinde en kısa yol
En kısa yolu aradığımız çokyüzlünün açınımını çizeriz. Açınımda en kısa yol bir doğru parçasıdır. Sonra Pisagor ya da açı dik değilse kosinüs teoremi.
Tarif
- 1Yolun geçebileceği yüzleri düzleme açılmış olarak çiz.
- 2Başlangıç ve bitişi bir doğru parçasıyla birleştir.
- 3Dik açı → Pisagor. Başka açı (105°, 120°, 135°) → kosinüs teoremi: c² = a² + b² − 2ab·cos γ.
- 4Olası tüm açınımları dene ve en küçük sonucu al.
Gereken kosinüsler
cos 120° = −½ · cos 135° = −√2/2 · cos 105° = √2(1 − √3)/4
3.1Ayrıtı 1 olan düzgün dörtyüzlü ABCD: AB ve CD’nin orta noktaları arasındaki en kısa yol.1
Komşu 2 yüzün açınımı = eşkenar dörtgen. E ve F orta noktaları karşılıklı kenarlardadır, EF kenara paraleldir → EF = 1.
3.2Ayrıtı 20 cm olan düzgün dörtyüzlü, E ve F noktaları D ve C köşelerinden 7 cm uzakta (iki yüzün yükseklikleri üzerinde).20 cm
- Yüzün yüksekliği: h = √(20² − 10²) = √300 = 10√3.
- AB ayrıtı üzerinden yol: EF = 2(√300 − 7) = 20√3 − 14 ≈ 20,64.
- 3 yüz üzerinden yol (DBC açınımı + komşuları): E ve F aynı yükseklikte → EF, DC’ye paralel → EF = 20.
- 20 < 20√3 − 14 → en kısa yol 20’dir.
3.3Düzgün kare piramit SABCD, tüm ayrıtlar 1. A’dan SC’nin orta noktası E’ye en kısa yol.√7/2
- Açınım: SAB ve SBC yüzleri (iki eşkenar üçgen).
- BE, △SBC’de yüksekliktir → EB² + (½)² = 1² → EB = √3/2 ve ∠ABE = 60° + 30° = 90°.
- AE² = EB² + AB² = ¾ + 1 = 7/4 → AE = √7/2 ≈ 1,32.
3.4Düzgün üçgen prizma ABCA₁B₁C₁, tüm ayrıtlar 1. A’dan B₁C₁’in orta noktası D’ye en kısa yol.√(7+2√3)/2
- Açınım: ABB₁A₁ yüzü + yanına açılmış üst taban A₁B₁C₁.
- △ABB₁: AB₁ = √(1² + 1²) = √2 ve ABB₁A₁ karedir → ∠A₁B₁A = 45°. Taban eşkenar üçgendir → ∠A₁B₁C₁ = 60°. B₁D = ½.
- ∠DB₁A = 45° + 60° = 105°, cos105° = √2/2·½ − √2/2·√3/2 = √2(1 − √3)/4.
- Kosinüs teoremi: AD² = 2 + ¼ − 2·½·√2·cos105° = 9/4 − (1 − √3)/2 = (7 + 2√3)/4.
- AD = √(7 + 2√3)/2 ≈ 1,62. (Yalnızca 2 yan yüz üzerinden √13/2 ≈ 1,80 olurdu, daha uzun.)
3.5Birim küp ABCDA₁B₁C₁D₁: yüzey üzerinde A’dan C₁’e en kısa yol.√5
Birinci yol: üst yüzün açıldığı açınım.
- A₁C₁ karenin köşegenidir → A₁C₁ = √2 ve ∠C₁A₁B₁ = 45°.
- Açınımda ∠AA₁C₁ = 90° + 45° = 135°.
- △AA₁C₁’de kosinüs teoremi: AC₁² = 1² + (√2)² − 2·1·√2·cos135° = 1 + 2 + 2 = 5.
- AC₁ = √5. (Daha hızlı: komşu 2 yüzün açınımı = 2 × 1 dikdörtgen → √(4 + 1).)
3.6Bir dikdörtgenler prizmasının üç ayrıtı 5, 4, 3. Yüzey üzerinde A’dan C₁’e en kısa yol.√74
3 durum vardır (hangi yüzün taban olduğuna göre).
- 5 × 3 ve 5 × 4 taban: dik kenarlar 5 ve 4 + 3 = 7 → √(25 + 49) = √74.
- 4 × 3 taban: dik kenarlar 4 ve 5 + 3 = 8 → √(64 + 16) = √80.
- Üçüncü olasılık: √(9² + 3²) = √90.
- √74 < √80 < √90 → en kısası √74 ≈ 8,60. Kural: en küçük iki ayrıtı topla (4 + 3).
3.7Tüm iki yüzlü açıları dik olan çokyüzlü (“L biçimi”, ayrıtlar 2 ve 1). B’den C₂’ye en kısa yol.√13
- Açınım I: dik kenarları 2 ve 1 + 2 = 3 olan △BCC₂ → BC₂ = √(9 + 4) = √13 ≈ 3,61.
- Açınım II: BD₁ + D₁C₂ = √((2+1)² + 1) + 1 = √10 + 1 ≈ 4,16.
- Açınım III: √((2 + 2 + 1)² + 2²) = √29 ≈ 5,39.
- En kısası: √13.
3.8Düzgün altıgen prizma, taban ayrıtı 1, yan ayrıt 2. A’dan D₁’e en kısa yol.√13
- Açınım I (yan yüz + üst taban): B₁D₁ = √3 (altıgenin kısa köşegeni). AD₁² = AB² + (BB₁ + B₁D₁)² = 1 + (2 + √3)² = 8 + 4√3 → AD₁ = 2√(2 + √3) ≈ 3,86.
- Açınım II (3 yan yüz): 3 × 2 dikdörtgen → AD₁ = √(3² + 2²) = √13 ≈ 3,61.
- En kısası √13. (Yan ayrıt 1 olsaydı tabanlı açınım kazanırdı: √(5 + 2√3) ≈ 2,91 < √10.)
3.9Birim dörtyüzlünün içinden geçirilebileceği ilmeğin en küçük uzunluğu2
Karşılıklı 2 ayrıta paralel kesit, çevresi 2 olan EFGH dikdörtgenidir (kenarları ayrıtlara paraleldir). Dörtyüzlü AD ayrıtından başlayıp BC’ye doğru ilerleyerek geçirilir. Cevap: 2.
3.10Birim dörtyüzlünün 4 yüzünü de kesen, çevresi en küçük kesit2
4 yüzü bir şerit hâlinde aç; kapalı yol 2 uzunluğunda bir doğru parçası olur. Karşılıklı 2 ayrıta paralel her kesitin çevresi tam olarak 2’dir.
3.11Birim küpün 6 yüzünü de kesen, çevresi en küçük kesit3√2
6 ayrıtın orta noktalarından geçen düzgün altıgen. Her kenar = √2/2, çevre 6·√2/2 = 3√2 ≈ 4,24. Açınımda (“merdiven gibi” 6 yüz) bu bir doğru parçasıdır.
Paralel doğrular ve düzlemler
Her şey küp üzerinde öğrenilir. İki doğru aynı düzlemde olup kesişmiyorsa paraleldir. Bir doğru ile düzlemin hiç ortak noktası yoksa doğru düzleme paraleldir.
Teoremler
- T1Bir doğrunun dışındaki bir noktadan verilen doğruya paralel tek bir doğru geçer.Kanıt: A noktasından ve b doğrusundan tek bir α düzlemi geçer (Ö2). A’dan geçip b’ye paralel her doğru α’da olmalıdır; düzlemde ise paralel tektir. ∎
- T2Üçüncü bir doğruya paralel iki doğru birbirine paraleldir.
- T3α düzlemi a ∥ β doğrusundan geçip β’yı b doğrusu boyunca keserse b ∥ a olur.
- T4a, β’da değilse ve β’daki bir b doğrusuna paralelse a ∥ β olur.Kanıtlarda en sık kullanılan ölçüt.
- T5α’da kesişen 2 doğru β’daki 2 doğruya paralel ⇒ α ∥ β.
4.1AA₁ ve CC₁ doğru parçaları eşit uzunlukta ve paraleldir. AC ∥ A₁C₁ olduğunu kanıtla.paralelkenar
- AA₁ ∥ CC₁ → aynı düzlemdedirler, yani ACC₁A₁ düzlemsel bir dörtgendir.
- Bir çift karşılıklı kenar (AA₁ ve CC₁) eşit ve paraleldir → ACC₁A₁ bir paralelkenardır.
- Paralelkenarın karşılıklı kenarları paraleldir → AC ∥ A₁C₁. ∎
4.2ABCDA₁B₁C₁D₁ paralelyüzünde AD₁ ve BC₁’in paralel olduğunu kanıtla.ABC₁D₁ paralelkenar
- AB ∥ DC ve DC ∥ D₁C₁ (yüzler paralelkenar) → AB ∥ D₁C₁ (T2). Ayrıca AB = DC = D₁C₁.
- Yani ABC₁D₁’in bir çift karşılıklı kenarı eşit ve paraleldir → paralelkenar.
- O zaman diğer kenar çifti AD₁ ve BC₁ paraleldir. ∎
4.3Düzgün altıgen prizmada (ayrıtların doğruları) kaç paralel doğru çifti vardır?33
- Yan ayrıtlar (6): hepsi birbirine paraleldir → her biri 5 çiftte → 6·5/2 = 15.
- Taban ayrıtları (12): her biri 3 ayrıta paraleldir (aynı tabandaki karşı ayrıt + diğer tabanda 2 ayrıt) → 12·3/2 = 18.
- Toplam 15 + 18 = 33 çift.
Doğru ∥ düzlem
AA₁, BCC₁ düzleminde bulunan BB₁’e paraleldir. Dolayısıyla (T4) AA₁ ∥ (BCC₁). ∎
Düzlem ∥ düzlem
AB ve BC kesişir ve ABC’dedir. Bunlar A₁B₁C₁’deki A₁B₁ ve B₁C₁’e paraleldir. Dolayısıyla (T5) düzlemler paraleldir. ∎
4.4Kesişmeyen 2 doğru paralel olmak zorunda mı? Aykırı olmak zorunda mı?Hayır · Hayır
Paralel veya aykırı olabilirler. Bu yüzden “kesişmiyor” yetmez — “aynı düzlemde” de gerekir.
4.5a ile b aykırı, b ile c aykırı. a ile c aykırı mıdır?Zorunda değil
Küpte: AB ile CC₁ aykırı, CC₁ ile DA aykırı, ama AB ile DA kesişir.
4.6Aynı düzleme paralel iki doğru paralel midir? Doğru ∥ α ise α’daki her doğruya paralel midir?Hayır · Hayır
AB ve BC ikisi de üst yüze paraleldir ama kesişirler. A₁B₁ ∥ (ABC), ama A₁B₁ ile BC aykırıdır.
4.72 paralel doğrudan biri bir düzleme paralel. Diğeri de mi?Hayır (düzlemde olabilir)
A₁B₁ ∥ (ABC), AB ∥ A₁B₁, ama AB, (ABC)’dedir.
4.8B ∉ α’dan: kaç doğru ∥ α? Kaç düzlem ∥ α?sonsuz · 1
B’den geçen ve α’ya paralel düzlemdeki, B’den geçen tüm doğrular. Bu düzlem ise tektir.
4.9∥ düzlem ölçütü: a) α’dan 1 doğru ∥ β’dan bir doğru b) α’dan 2 doğru ∥ β’dan 2 doğru c) kesişen 2 doğruHayır · Hayır · Evet
α’daki doğrular kesişmelidir. Birbirine paralel iseler düzlemler kesişebilir (örn. ABB₁ ve BCC₁ yüzleri paralel AA₁ ve CC₁’i içerir ama BB₁ boyunca kesişir).
4.10Küp: köşelerden geçen ve AB’ye paralel doğrular. Altıgen prizma: AB’ye paraleller.A₁B₁, CD, C₁D₁
Küp: A₁B₁; CD; C₁D₁. Düzgün altıgen prizma: A₁B₁; DE; D₁E₁; CF; C₁F₁ (CF uzun köşegendir, AB’ye paraleldir).
4.11Küp: köşelerden geçen ve a) AA₁ b) AB₁ c) AC₁’e paralel düzlemlerBCC₁, CDD₁, BDD₁ ...
- AA₁: BCC₁; CDD₁; BDD₁.
- AB₁: CDD₁; DA₁C₁; BDC₁.
- AC₁ (cisim köşegeni): yoktur.
4.12O, ABCD yüzünün merkezidir. A₁O ile (CB₁D₁)’in konumu nedir?paralel
O₁, A₁B₁C₁D₁’in merkezi olsun. A₁O ∥ CO₁ (A₁O₁CO paralelkenardır) ve CO₁, (CB₁D₁)’dedir ⇒ T4’e göre A₁O ∥ (CB₁D₁).
4.13Küp: AC’den geçen ∥ BC₁ düzlem; B’den geçen ∥ ACD₁ düzlem; BA₁ ve CB₁’den geçen ∥ düzlemlerACD₁ · BA₁C₁ · BDA₁ ve CB₁D₁
- BC₁ ∥ AD₁ ⇒ ACD₁ düzlemi AC’yi içerir ve BC₁’e paraleldir.
- BA₁ ∥ CD₁ ve BC₁ ∥ AD₁ ⇒ (BA₁C₁) ∥ (ACD₁).
- Aykırı BA₁ ve CB₁ için: (BDA₁) ∥ (CB₁D₁).
4.14Paralelyüz: (ABC) ∥ (A₁B₁C₁) ve (AB₁D₁) ∥ (BDC₁) olduğunu kanıtlaT5
- AB ve AD (kesişen, ABC’de) ∥ A₁B₁ ve A₁D₁ (A₁B₁C₁’de) ⇒ ∥.
- AB₁ ve AD₁ (kesişen, AB₁D₁’de) ∥ DC₁ ve BC₁ (BDC₁’de) ⇒ ∥. ∎
4.15Düzgün altıgen prizma: ABB₁ ∥ a) CDD₁ b) DEE₁ c) CEE₁ ç) CFF₁ d) CFE₁ mi?Hayır Evet Hayır Evet Hayır
AB ∥ ED ∥ CF (düzgün altıgende). DEE₁ yüzü ve CFF₁ köşegen kesiti ABB₁’e paraleldir. b) için kanıt: AB ve AA₁, DE ve EE₁’e ∥ ⇒ T5.
4.16ABCDEF altıgeninin AF kenarı α’da. Hangi kenarlar α’yı keser? / Tabanı paralelkenar olan SABCD piramidi: SAB ile SCD’nin kesişim doğrusu?CD ∥ α · tabana ∥
- AB, BC, DE, EF α’yı keser; CD ∥ AF ⇒ CD ∥ α.
- AB ∥ CD ⇒ AB ∥ (SCD) ⇒ SAB ile SCD’nin kesişim doğrusu AB’ye ∥, yani ABCD düzlemine ∥.
Aykırı doğrular ve uzaklıklar
Aynı düzlemde olmayan iki doğru aykırıdır. Ne kesişirler ne de paraleldirler; farklı yükseklikteki iki köprü gibi.
2 doğrunun konumları
- düzlemdekesişen (1 nokta) veya paralel (0 nokta)
- düzlemde değilaykırı
- ölçüta ⊂ α, b de α’yı a üzerinde olmayan bir noktada deliyor ⇒ a ve b aykırıdır.
Sayma
Küpün her ayrıtı 4 kez bir aykırı doğru çiftinde yer alır. Küpün 12 ayrıtı vardır → 4·12/2 = 24 çift.
Dörtyüzlü: 3 çift · kare piramit: 8 · düzgün üçgen prizma: 12 · düzgün altıgen prizma: 72.
5.1Küpün köşelerinden geçen ve AB ile aykırı olan doğruları adlandır.12 doğru
Yalnızca ayrıtlar değil: yüz köşegenleri ve cisim köşegenleri de.
- Ayrıtlar: CC₁, DD₁, A₁D₁, B₁C₁.
- Yüz köşegenleri: CB₁, DA₁, CD₁, DC₁, A₁C₁, B₁D₁.
- Cisim köşegenleri: CA₁, DB₁.
- Toplam 12. Koordinatlarla kontrol edildi.
5.2Kanıtla: EF ve GH aynı düzlemde değilse EG ve FH de aykırıdır.olmayana ergi
- EG ve FH’nin aynı α düzleminde olduğunu varsayalım.
- O zaman E, G, F, H ∈ α, yani EF ve GH doğruları da α’dadır.
- Bu koşulla çelişir. Demek ki EG ve FH aynı düzlemde değildir → aykırıdır. ∎
Ayrıtı 6 olan ABCDA₁B₁C₁D₁ küpü. M ve N, AB ile B₁C₁’in orta noktalarıdır. K, DC üzerinde DK = 2KC olacak şekildedir.
Koordinatlar (en güvenli yol)
A’yı başlangıca koy: A(0, 0, 0), B(6, 0, 0), D(0, 6, 0), A₁(0, 0, 6).
O zaman M(3, 0, 0), N(6, 3, 6), K(4, 6, 0).
Noktalar arası uzaklık: √((x₂−x₁)² + (y₂−y₁)² + (z₂−z₁)²).
5.3N’nin AK doğrusuna uzaklığı.6√221/13 ≈ 6,86
Üç dikme teoremi: N’yi tabana indir.
- N′ = N’nin ABCD’ye izdüşümü = BC’nin orta noktası = (6, 3, 0). NN′ = 6.
- Tabanda N′’den AK’ye uzaklık: △AN′K’nin alanı = ½|6·6 − 3·4| = 12, AK = √(16 + 36) = 2√13 → d = 2·12/(2√13) = 12/√13.
- H, N′’den AK’ye inilen dikmenin ayağı olsun. N′H ⊥ AK ve NN′ ⊥ taban → üç dikme teoremine göre NH ⊥ AK.
- NH² = NN′² + N′H² = 36 + 144/13 = 612/13 → NH = 6√221/13 ≈ 6,86.
5.4MN ve AK doğruları arasındaki uzaklık.18√53/53 ≈ 2,47
Doğrular aykırıdır. Uzaklık, ortak dikmenin uzunluğudur.
- Doğrultular: u = MN = (3, 3, 6) ∼ (1, 1, 2), w = AK = (4, 6, 0) ∼ (2, 3, 0).
- İkisine de dik vektör: n = u × w = (1·0 − 2·3, 2·2 − 1·0, 1·3 − 1·2) = (−6, 4, 1).
- Uzaklık = |AM · n| / |n| = |(3, 0, 0)·(−6, 4, 1)| / √(36 + 16 + 1) = 18/√53.
- d = 18√53/53 ≈ 2,47.
5.5A₁’in MNK düzlemine uzaklığı.66√173/173 ≈ 5,02
- Düzlemin normali: MN × MK = (3, 3, 6) × (1, 6, 0) = (−36, 6, 15) ∼ (−12, 2, 5).
- Denklem: −12x + 2y + 5z = −36 (M, N, K ile kontrol et).
- A₁(0, 0, 6)’dan uzaklık: |−12·0 + 2·0 + 5·6 + 36| / √(144 + 4 + 25) = 66/√173.
- d = 66√173/173 ≈ 5,02.
5.6Küp: AB ile aykırı olanlar? Dörtyüzlü ABCD? Piramit SABCD?A₁D₁, B₁C₁, DD₁, CC₁
- Küp: A₁D₁; B₁C₁; DD₁; CC₁ (4 ayrıt).
- Dörtyüzlü: AB ve CD; BC ve AD; AC ve BD.
- SABCD: SA–BC, SA–CD, SB–AD, SB–CD, SC–AB, SC–AD, SD–AB, SD–BC.
Paralel izdüşüm
Eğik gelen güneşi düşün: her nokta zemine bir gölge düşürür. Tüm ışınlar paraleldir (l doğrultusu). A noktasının gölgesi, onun π düzlemindeki paralel izdüşümü A′’dür.
Tanım ve özellikler
π bir düzlem, l onu delen bir doğrudur. A noktasından l’ye paralel bir doğru çizeriz. Bu doğrunun π’yi deldiği nokta, A’nın l doğrultusundaki paralel izdüşümüdür.
- Öz. 1l’ye paralel bir doğru (veya l’nin kendisi) bir noktaya izdüşer. Diğer her doğru bir doğruya izdüşer.
- Öz. 2Aynı doğru üzerindeki parçaların oranı korunur: AB : BC = A′B′ : B′C′.
- Öz. 3l’ye paralel olmayan 2 paralel doğru, paralel doğrulara (veya aynı doğruya) izdüşer.AA′ ∥ BB′. AB ∥ A′B′ ise ABB′A′ paralelkenardır; değilse ABB′A′ yamuktur.
6.1C noktası AB’yi m : n oranında böler. AA′ = a, BB′ = b (paralel izdüşümler). CC′’yü bul.c = (na + mb)/(m + n)
Üçgenlerin benzerliği.
- A’dan A′B′’ye paralel bir doğru çiz; bu doğru CC′’yü C″’de, BB′’yü B″’de keser. O zaman A′C′C″A ve A′B′B″A paralelkenardır: C″C′ = B″B′ = a.
- Yani B″B = b − a ve x = C″C olsun.
- △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).
- Kontrol: orta nokta (m = n) → c = (a + b)/2 (yamuğun orta tabanı).
Uzayda vektörler
Uzayda vektör yönlü bir doğru parçasıdır (başlangıcı ve sonu vardır). Her vektörün bir doğrultusu (üzerinde bulunduğu doğru), bir yönü (noktaların sırası) ve bir uzunluğu (modülü) vardır. Doğrultusu, yönü ve uzunluğu aynı olan iki vektör eşittir; bu yüzden küpte A₁D₁ = AD = BC.
Kavramlar
- gösterim|AB| = AB — modül (uzunluk). A ≡ B ise AB = AA = 0 (sıfır vektör).
- serbestDenklik sınıfına (tüm eşit vektörler) serbest vektör denir.
- işlemlerVektör toplama ve skalerle çarpma düzlemdeki gibi tanımlanır. Vektörler kümesi ℝ üzerinde bir vektör uzayıdır.
- doğrusalDoğrultusu aynı olan vektörler.
- zıtToplamı sıfır vektör olan vektörler: AB + BA = 0.
Toplama kuralları
- uç ucaAB + BC = AC (ortadaki harfler “sadeleşir”)
- paralelkenarAB + AD = AC
- farkAB − AC = CB
Paralelyüz: AC₁ = AB + AD + AA₁
7.1Paralelyüz: doğru mu a) BD₁ = BB₁ + B₁D₁ b) BD₁ = BA + BB₁ + BC c) DB₁ = DA + DC − D₁D ç) AC₁ = AB + BC + CC₁ − D₁C₁ + D₁AEvet Evet Evet Hayır
- a) uç uca ekleme ✓. b) B’den 3 ayrıt → cisim köşegeni ✓.
- c) DA + DC = DB; −D₁D = DD₁ = BB₁; DB + BB₁ = DB₁ ✓.
- ç) AB + BC + CC₁ = AC₁. Kalan: −D₁C₁ + D₁A = C₁D₁ + D₁A = C₁A. Toplam AC₁ + C₁A = 0 ≠ AC₁ → hayır.
7.2Eşit vektör: a) AA₁ + AB b) AA₁ + BC c) AA₁ + C₁C ç) ½CB − ½CAAB₁ · AD₁ · 0 · ½AB
- a) paralelkenar → AB₁. b) BC = AD → AA₁ + AD = AD₁.
- c) C₁C = −AA₁ → sıfır vektör. ç) ½(CB − CA) = ½AB.
7.3Sadeleştir: B₁D₁ + C₁C + C₁B + AC₁ + CA + A₁D₁B₁D
- Grupla: AC₁ + C₁C = AC; AC + CA = 0.
- Kalan B₁D₁ + C₁B + A₁D₁. A₁D₁ = B₁C₁ yaz: B₁C₁ + C₁B = B₁B.
- B₁B + B₁D₁ = B₁D (BB₁D₁D paralelkenarı).
7.4Birim küp: a) AB + A₁D₁ b) AB₁ + A₁D c) AB₁ + BC₁ vektörünün uzunluğu√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, B₁D₁’in orta noktası). |AO₁| = √(1 + ½) → uzunluk 2·√(3/2) = √6.
Koordinatlarla kontrol: AB₁ = (1,0,1), BC₁ = (0,1,1), toplam (1,1,2), uzunluk √(1+1+4) = √6.
7.5Düzgün üçgen prizma, tüm ayrıtlar 1: |AB + A₁C₁|, |AB + CC₁|, |BA + CB₁|√3 · √2 · √2
- A₁C₁ = AC → AB + AC = 2·AO (O, BC’nin orta noktası), |AO| = √3/2 → √3.
- CC₁ = BB₁ → AB + BB₁ = AB₁ → √2.
- CB₁ = CB + BB₁; BA + CB = CA; CA + BB₁ = CA + AA₁ = CA₁ → √2.
7.6İfade et: SABCD’de SC; altıgen piramitte SD; altıgen prizmada AC₁; AB + CD + EE₁ + B₁C₁’i sadeleştirbak
- SC = SA + AC = SA + AB + AD.
- Merkezi O olan düzgün altıgen: 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; artı EE₁ = AA₁ → AD₁.
7.7ABCD dörtyüzlüsü, E ve F, AB ile CD’nin orta noktaları. EF = ½(AD + BC) olduğunu kanıtlaorta tabanlar
- G, BD’nin orta noktası olsun.
- EG, △ABD’de orta tabandır → EG = ½AD. GF, △BCD’de orta tabandır → GF = ½BC.
- EF = EG + GF = ½(AD + BC). ∎
Açılar, üç dikme, iki yüzlü açı
Doğru ile düzlem arasındaki açı = doğru ile onun düzlemdeki gölgesi (dik izdüşümü) arasındaki açı. Bu, doğrunun düzlemdeki herhangi bir doğruyla yaptığı en küçük açıdır.
Tanımlar
- 2 doğrup = AB, q = CD için açı ∠(AB, CD) veya bütünleri; her zaman ≤ 90°.
- p ⊥ Σp, Σ’yı deler ve Σ’daki her doğruya diktir. Yani x ⊂ Σ ve p ⊥ Σ ise p ⊥ x.
- doğru–düzlemp′ = p’nin Σ’ya dik izdüşümü: ∠(p, Σ) = ∠(p, p′), her zaman ≤ 90°.
- iki yüzlü açıOrtak ayrıtı p olan 2 yarı düzlem Σ₁, Σ₂. İki yüzlü açının ölçüsü: p₁ ⊂ Σ₁, p₁ ⊥ p ve p₂ ⊂ Σ₂, p₂ ⊥ p (aynı noktadan) → ∠(p₁, p₂).
- 2 düzlemKesişen 2 düzlem arasındaki açı = her biri düzlemlerden birine dik olan 2 doğru arasındaki açı.
- 3 dikmen ⊥ Σ, A ∈ n, A′ = n ∩ Σ, B ∈ Σ, q ⊂ Σ, B’den geçer. q ⊥ A′B ise ⇒ q ⊥ AB.
8.1p doğrusu Σ’yı O’da deliyor. p ile düzlem arasındaki açının, p ile Σ’daki doğrular arasındaki açıların en küçüğü olduğunu kanıtla.sin ∠XOY ≤ sin ∠XOZ
- Σ’da O’dan geçen doğrulara bakmak yeterlidir (paralel kaydırma açıyı değiştirmez).
- X, p üzerinde herhangi bir nokta, Y onun Σ’ya izdüşümü (p′ üzerinde), Z de X’in O’dan geçen bir q′ ⊂ Σ doğrusuna izdüşümü olsun.
- XY düzleme diktir → XY ≤ XZ (dikme en kısadır).
- sin ∠XOY = XY/XO ≤ XZ/XO = sin ∠XOZ ve iki açı da [0°, 90°] aralığındadır.
- Yani ∠XOY ≤ ∠XOZ, yani ∠(p, Σ) en küçüktür. ∎
8.2p doğrusu p₁ ve p₂ ile eşit açılar yapar ancak ve ancak p, p₁ ile p₂ arasındaki açıların açıortaylarından birine dikse.ifade
Vektörlerle (kısa açıklama).
- e₁, e₂, p₁ ve p₂’nin birim vektörleri, u da p’nin birim vektörü olsun. Eşit açılar ⇔ |u·e₁| = |u·e₂|.
- Bu ⇔ u·(e₁ − e₂) = 0 veya u·(e₁ + e₂) = 0.
- e₁ + e₂ ve e₁ − e₂ iki açıortayın doğrultularıdır → p bunlardan birine diktir. ∎
8.3p, O’da kesişen ve Σ’da bulunan p₁ ve p₂ ile eşit açılar yapıyor. p’nin Σ’ya izdüşümünün p₁ ile p₂ arasındaki açının açıortayına paralel olduğunu kanıtla.eş △ + 3 dikme
- X ∈ p, X′ = X’in Σ’ya izdüşümü, Xᵢ = X’in pᵢ’ye izdüşümü (i = 1, 2).
- ∠XOX₁ = ∠XOX₂ (koşul), ∠XX₁O = ∠XX₂O = 90°, XO ortak → △XOX₁ ≅ △XOX₂, yani OX₁ = OX₂ ve XX₁ = XX₂.
- Üç dikme teoremi: XX₁ ⊥ p₁ ⇒ X′X₁ ⊥ p₁; aynı şekilde X′X₂ ⊥ p₂.
- △OX₁X′ ≅ △OX₂X′ (dik açılar, OX₁ = OX₂, OX′ ortak) → X′X₁ = X′X₂.
- X′, p₁ ve p₂’ye eşit uzaklıktadır → açıortay üzerindedir: ∠X₁OX′ = ∠X₂OX′. ∎
Hacim: Cavalieri ve paralelyüz
Bir deste kâğıt: itip eğersen hacim değişmez. Bu Cavalieri ilkesidir: iki cismin her yükseklikteki kesitlerinin alanları eşitse hacimleri de eşittir.
Formüller
- genelleştirilmiş silindirTaban F, doğru l ∦ Σ. c = dayanak eğrisi (tabanın sınırı), l = ana doğru. V = B · H. Prizma ve silindir genelleştirilmiş silindirlerdir.
- paralelyüzV = S · h (yüz × ona ait yükseklik)
- eğik ayrıtV = S · c · sin ψ
- 3 ayrıtV = a · b · c · sin φ · sin ψ
9.1Tüm ayrıtlarının uzunlukları toplamı 12 olan en büyük hacimli paralelyüzü bul.ayrıtı 1 olan küp
- 4a + 4b + 4c = 12 → a + b + c = 3.
- V = abc·sinφ·sinψ ≤ abc, eşitlik φ = ψ = 90° iken (dikdörtgenler prizması).
- Aritmetik ve geometrik ortalama eşitsizliği: ∛(abc) ≤ (a + b + c)/3 → abc ≤ ((a+b+c)/3)³ = 1.
- Eşitlik a = b = c iken → ayrıtı 1 olan küp, V = 1.
9.2Karşılıklı 2 yüz, kenarı 1 olan karelerdir. Bunları birleştiren ayrıt 1 ve 60°’lik açı altında. Hacim?√3/2
- S = 1, h = 1·sin60° = √3/2.
- V = √3/2.
9.3Bir yüz, kenarı 1 ve açısı 60° olan eşkenar dörtgendir; 1 uzunluğundaki ayrıt bu yüzle 60° yapar. Hacim?3/4
- V = abc·sinφ·sinψ = 1·1·1·sin60°·sin60°.
- V = √3/2 · √3/2 = 3/4.
9.4Ortak köşesi O olan 3 yüz, kenarı 1 ve dar açısı 60° olan eşkenar dörtgenlerdir. Hacim?√2/2
- O ortak köşe, OX üçüncü ayrıttır (uzunluk 1). A, X’in tabana izdüşümü; B, X’in OY ayrıtına izdüşümüdür. XA ⊥ taban ve XB ⊥ OB ⇒ AB ⊥ OB (üç dikme).
- XB = sin60° = √3/2, OB = cos60° = ½. ∠XOY = ∠XOZ ⇒ A açıortay üzerindedir ⇒ ∠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.
9.5Kurşundan yapılmış ayrıtları 12 ve 5 olan küpler eritilip yeni bir küp yapılıyor. Ayrıtı ne olur?∛1853 ≈ 12,28
Eritmede hacim korunur (alan değil!).
- V₁ = 12³ = 1728, V₂ = 5³ = 125.
- V = 1728 + 125 = 1853 = a³.
- a = ∛1853 ≈ 12,28. (Alanlı soruyla karşılaştır; orada 13 çıkar.)
9.6Alanları S₁ ve S₂ olan 2 komşu yüz, ortak ayrıt a, iki yüzlü açı 150°S₁S₂/(2a)
- S₂ yüzünün a ayrıtına ait yüksekliği: S₂/a.
- Cismin S₁ yüzüne ait yüksekliği: h = (S₂/a)·sin150° = S₂/(2a).
- V = S₁·h = S₁S₂/(2a).
Prizma: alan ve hacim
Prizmanın yüzey alanı yüzlerinin alanları toplamıdır, P = 2B + M (B = taban, M = yanal alan). V = B · H. Hemen her soru, H yüksekliğini içeren bir dik üçgene indirgenir.
Taban alanları
| Kare | a² | Eşkenar üçgen | a²√3/4 |
| Dikdörtgen | a·b | Düzgün altıgen | 3a²√3/2 |
| Paralelkenar | a·b·sin α | Yamuk | (a+b)/2 · h |
| Eşkenar dörtgen | d₁·d₂/2 | Heron | √(s(s−a)(s−b)(s−c)) |
Hazır formüller
| Küp | P = 6a², V = a³, D = a√3 |
| Dikdörtgenler prizması | D = √(a²+b²+c²), V = abc |
| Düzgün üçgen | P = a²√3/2 + 3aH |
| Düzgün kare | P = 2a² + 4aH, V = a²H |
| Düzgün altıgen | P = 3a²√3 + 6aH |
| Eğik prizma | V = Q · s (Q = dik kesit) |
10.1Taban ayrıtları a ve b olan dikdörtgenler prizmasının köşegeni taban düzlemiyle 60° yapıyor. P ve V’yi hesapla.c = √3·√(a²+b²)
Cisim köşegeni verilmiş, bu yüzden üçüncü ayrıtı hesaplamalıyız.
- Taban köşegeni d = √(a² + b²).
- Tabanda 60° açılı dik üçgen (c, d, D): c/d = tan60° = √3 → c = √3·√(a² + b²) = √(3a² + 3b²).
- V = abc = ab√(3a² + 3b²).
- P = 2ab + 2(a + b)c = 2ab + 2(a + b)√(3a² + 3b²).
10.2Dik prizmanın tabanı yamuktur. V’nin, paralel iki yan yüzün alanlarının aritmetik ortalaması ile aralarındaki uzaklığın çarpımına eşit olduğunu kanıtla.V = (P₁+P₂)/2 · d
- V = B·H, B = (a + b)/2 · h → V = (a + b)/2 · h · H.
- Paralel yan yüzler: P₁ = aH, P₂ = bH → (P₁ + P₂)/2 = (a + b)/2 · H.
- Bu yüzler arasındaki uzaklık yamuğun yüksekliğidir: d = h.
- (P₁ + P₂)/2 · d = (a + b)/2 · H · h = V. ∎
10.3Ayrıtı a olan 2 eş küp veriliyor. Birincisi bir yüzünün orta doğrusu etrafında 90° döndürülünce diğeriyle çakışıyor. Ortak kısmın hacmi?a³/4
- Yüzün orta doğrusu, karşılıklı 2 ayrıtın orta noktalarından geçer.
- Döndürmeden sonra küp 2 yönde yarım ayrıt kaymıştır.
- Ortak kısım a × a/2 × a/2 dikdörtgenler prizmasıdır.
- V = a³/4 = V/4.
10.4Prizmanın tabanı kenarı 4 cm olan eşkenar üçgen. 6 cm’lik yan ayrıt tabanla 60° yapıyor. Hacim ve yan ayrıta dik kesitin alanı?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 = dik kesit) → Q = 36/6 = 6 cm².
10.5Ayrıtları 12 ve 5 olan küpler. Yüzey alanı bunların alanları toplamına eşit olan küpü bul.ayrıt 13
- P₁ = 6·12², P₂ = 6·5² = 150. 6x² = 6(144 + 25) → x² = 169.
- x = 13, V = 13³ = 2197.
10.6P = 334 cm² olan dik prizma, tabanı kenarları 9 ve 10 cm, köşegeni 17 cm olan paralelkenar. Hacim?360 cm³
- Köşegen tabanı 9, 10, 17 kenarlı üçgenlere böler. s = (9 + 10 + 17)/2 = 18.
- Heron: √(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.
10.7Dik paralelyüz, tabanı 1 ve 4 cm, açısı 60° olan paralelkenar. Uzun köşegen 5 cm. V?4√3 cm³
Tabanın uzun köşegeni 120°’lik geniş açının karşısındadır.
- 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.
10.8Dikdörtgenler prizmasının köşegen kesiti 1 m²’lik bir kare, a : b = 3 : 4. P ve V?3,76 m² · 0,48 m³
- Köşegen kesit = d × H dikdörtgeni. Kare → 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.
10.9Düzgün kare prizma, M = 12√6 cm², köşegen tabana 30° eğikP = 18+12√6, V = 9√6
- Üçgen (H, d = a√2, D): tan30° = 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.
10.10Düzgün kare prizma: köşegen yan yüzle 30° yapıyor, ayrıt a. V?a³√2
- A’nın BCC₁B₁ yüzüne uzaklığı AB = a → sin30° = a/D → D = 2a.
- D² = 2a² + H² → 4a² = 2a² + H² → H = a√2.
- V = a²·a√2 = a³√2.
10.11Dik üçgen prizma H = 5 dm, yan yüzler 125, 85, 140 dm². V?1050 dm³
- Taban kenarları: 125/5 = 25, 85/5 = 17, 140/5 = 28.
- Heron: s = 35, B = √(35·10·18·7) = 210.
- V = 210·5 = 1050 dm³.
10.12Taban, eş kenarları 5 olan ikizkenar üçgen; H = 10, V = 120. P?204 veya 184
- B = V/H = 12. Taban kenarı 2x olsun: B = x·√(25 − x²) = 12.
- x⁴ − 25x² + 144 = 0 → x² = 16 veya 9 → taban kenarı 8 veya 6.
- Taban 8: P = 24 + 10·18 = 204. Taban 6: P = 24 + 10·16 = 184. (İki çözüm!)
10.13Ayrıtı a olan düzgün üçgen prizma, yanal alan yüzey alanının yarısı. 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.
10.14Dik üçgen prizma: B = 4 cm², yan yüzler 9, 10, 17 cm². V?12 cm³
- Taban kenarları: 9/H, 10/H, 17/H — bu, H kat küçültülmüş △(9, 10, 17)’dir.
- △(9, 10, 17)’nin alanı 36 → 36/H² = 4 → H = 3.
- V = 4·3 = 12 cm³.
10.15Düzgün altıgen prizma, uzun köşegen d yan ayrıtla 30° yapıyor. V?9d³/64
- Köşegenin izdüşümü = 2a (altıgenin uzun köşegeni).
- H = d·cos30° = d√3/2; 2a = d·sin30° → a = d/4.
- V = 3a²√3/2 · H = 9d³/64.
Piramit: alan ve hacim
P = B + M, V = ⅓ · B · H (piramit = aynı taban ve yükseklikteki prizmanın üçte biri). Sır: düzgün piramitte 3 dik üçgen vardır.
Taban için r ve R
| Taban | r | R |
|---|---|---|
| Eşkenar üçgen | a√3/6 | a√3/3 |
| Kare | a/2 | a√2/2 |
| Düzgün altıgen | a√3/2 | a |
Yan yüzün açısı → (H, r, h). Yan ayrıtın açısı → (H, R, s).
Hazır formüller
| Düzgün kare | P = a² + 2ah, V = ⅓a²H |
| Dörtyüzlü | H = a√6/3, V = a³√2/12 |
| Kesik | V = H/3·(B₁ + √(B₁B₂) + B₂) |
| Tabana ∥ kesit | S/B = (x/H)² |
11.1Düzgün kare piramit: M = 135 cm², taban ayrıtı yükseklikten %50 uzun. 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.
11.2Taban ayrıtı yükseklikten 1 cm uzun, yan ayrıt 9 cm. V?448/3 cm³
- Üçgen (H, R, s): s² = H² + a²/2 (çünkü 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.
11.3Yükseklik H; bir yan yüzün alanı tabanınkine eşit. P ve 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.
11.4Taban, tabanları 3 ve 5 cm, yan kenarı 7 olan ikizkenar yamuk; yükseklik ayağı = köşegenlerin kesişim noktası; uzun yan ayrıt 10. V?80 cm³
- Yamuğun yüksekliği √(7² − 1²) = 4√3; köşegen √(4² + 48) = 8.
- Kesişim noktası köşegeni 5 : 3 böler → uzun parça = 5.
- H = √(10² − 5²) = 5√3, B = (3+5)/2·4√3 = 16√3 → V = ⅓·16√3·5√3 = 80 cm³.
11.5Ayrıt a, yan yüz tabanla 60° yapıyor. P ve V?3a² · a³√3/6
- (H, r = a/2, h): h = r/cos60° = a, H = r·tan60° = a√3/2.
- P = a² + 2a·a = 3a².
- V = ⅓a²·a√3/2 = a³√3/6.
11.6Yükseklik H, köşegen kesit Q. V? (H = 8, Q = 60)2Q²/(3H) = 300
- Q = ½·a√2·H → a² = 2Q²/H².
- V = ⅓a²H = 2Q²/(3H). H = 8, Q = 60 için: V = 7200/24 = 300.
11.7Ayrıtı a olan küp: tepe = bir yüzün merkezi, taban = karşı yüzün kenarlarının orta noktaları. P ve V?2a² · a³/6
- Taban: kenarı a√2/2 olan kare → B = a²/2. H = a.
- Yan yüz yüksekliği 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. İç küp (üst köşeleri yan ayrıtlarda). Küpün ayrıtı ve üstündeki V?4,8 cm · 24,576 cm³
- s² = H² + a²/2 → 136 = H² + 72 → H = 8.
- x yüksekliğinde kesit a·(H − x)/H kenarlı karedir. Küp: x = 12(8 − x)/8 → x = 4,8 cm.
- Küpün üstü: tabanı 4,8², yüksekliği 3,2 olan piramit → V = ⅓·23,04·3,2 = 24,576 cm³.
11.9Yan ayrıt s tabana α açısıyla eğik. V?⅔s³cos²α·sinα
- (H, R, s): H = s·sinα, R = s·cosα, a = R√2 → a² = 2s²cos²α.
- V = ⅓·2s²cos²α·s·sinα = ⅔s³cos²α·sinα.
11.10Köşegen kesit Q, yan ayrıtlar 45° eğik. 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.
11.11Ayrıt a; taban ve köşegen kesitin alanları eşit. M ve 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.
11.12Taban paralelkenar a = 10, b = 18, B = 90; yükseklik ayağı = köşegenlerin kesişim noktası, H = 6. M?192 cm²
- Paralelkenarın yükseklikleri: 90/10 = 9 ve 90/18 = 5 → merkezden kenarlara: 4,5 ve 2,5.
- Yan yüz yükseklikleri: √(36 + 4,5²) = 7,5 ve √(36 + 2,5²) = 6,5.
- M = 2·½·10·7,5 + 2·½·18·6,5 = 75 + 117 = 192 cm².
11.13Düzgün üçgen piramit: P = 8√3, yükseklik taban ayrıtının 2 katı. 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.
11.14Düzgün dörtyüzlünün V’sini çıkar. Küp : AB₁CD₁ dörtyüzlüsü oranıa³√2/12 · 3 : 1
- H = a√6/3, B = a²√3/4 → V = ⅓·(a²√3/4)·(a√6/3) = a³√2/12.
- AB₁CD₁ = 4 “köşesi” kesilmiş küp; her birinin V = ⅓·(a²/2)·a = a³/6 → a³ − 4a³/6 = a³/3 → oran 3 : 1.
11.15Yüksekliği H olan düzgün dörtyüzlünün yüzey alanı3√3H²/2
- H = a√6/3 → a² = 3H²/2.
- P = a²√3 = 3√3H²/2.
11.16Düzgün üçgen piramit, ayrıt a, yan yüzler 60° eğik. 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.
11.17Taban, tabanı 6 ve yüksekliği 9 olan ikizkenar üçgen; tüm yan ayrıtlar 13. V?108 cm³
Eşit yan ayrıtlar → yükseklik ayağı çevrel çemberin merkezidir (R).
- Yan kenar = √(3² + 9²) = 3√10, B = 27, R = abc/(4B) = 6·90/108 = 5.
- H = √(13² − 5²) = 12 → V = ⅓·27·12 = 108 cm³.
11.18Düzgün altıgen piramit, a = 2; yanal alan tabanın 3 katı. P ve 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.
11.19Tabanın iç açıları toplamı 720°; yan ayrıt s yükseklikle 30° yapıyor. V?3s³/16
- (n−2)·180° = 720° → n = 6 (altıgen, R = a).
- H = s·cos30° = s√3/2, a = R = s·sin30° = s/2.
- V = ⅓·(3a²√3/2)·H = 3s³/16.
11.20Düzgün altıgen piramit, H = 12 dm; tabana ∥ ve ondan 9 dm uzaktaki düzlem 450 cm²’lik bir kesit veriyor. V?288 dm³
- Kesit tepeden 12 − 9 = 3 dm uzaktadır → oran 3 : 12 = 1 : 4.
- Alanlar (1/4)² = 1/16 oranındadır → B = 16·450 = 7200 cm² = 72 dm².
- V = ⅓·72·12 = 288 dm³.
11.21Düzgün kare kesik piramit: a = 13, b = 1, s = 10. P ve V?394 cm² · 122√7 cm³
- Yan yüz = ikizkenar yamuk: 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.
11.22Düzgün kare kesik piramit: a = 12, b = 6, yanal alan yüzey alanının yarısı. 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.
Pratik yap: aynı sorular, yeni sayılar
Tür seç
Doğru: 0 / 0
★ = birkaç modülden seçilmiş sorular. Sınav öncesi deneme için: “Karışık”, kâğıda 8 soru, sonra kontrol et.
Mini test: 5 dakikada teori
Sonuç
Biliyordum: 0 · Bilmiyordum: 0
Bilmediğinde: bir küp düşün.
Özet
Aksiyomlar ve ifadeler
- 2 nokta
- 1 doğru
- 3 doğrusal olmayan
- 1 düzlem
- Ö1
- α’da 2 nokta ⇒ doğru ⊂ α
- Ö2
- doğru + nokta ⇒ 1 düzlem
- Ö3
- kesişen 2 doğru ⇒ 1 düzlem
- “∥” düzlemler
- denklik
Sayma
- prizma
- 2n · 3n · n+2
- piramit
- n+1 · 2n · n+1
- Euler
- K − A + Y = 2
- küp açınımları
- 11
- n nokta→doğru
- n(n−1)/2
- parçalar
- 2, 4, 8, 15
Küpte çiftler
- paralel
- 18
- aykırı
- 24
- köşelerden geçip AB ile aykırı
- 12
- altıgen prizma ∥
- 33
- dörtyüzlü aykırı
- 3
En kısa yol
- küp a
- a√5
- dikdörtgenler prizması
- √((küçük+orta)² + büyük²)
- üçgen prizma, 1
- √(7+2√3)/2
- altıgen, 1 ve 2
- √13
- piramit, 1
- √7/2
İzdüşüm ve açılar
- oran
- AB : BC = A′B′ : B′C′
- doğru parçası
- c = (na + mb)/(m+n)
- doğru–düzlem
- ∠(p, p′), en küçük açı
- 3 dikme
- q ⊥ A′B ⇒ q ⊥ AB
- iki yüzlü açı
- p₁ ⊥ p, p₂ ⊥ p
Vektörler
- uç uca
- AB + BC = AC
- paralelkenar
- AB + AD = AC
- paralelyüz
- AC₁ = AB + AD + AA₁
- sıfır
- AA = 0
Hacim
- paralelyüz
- V = abc·sinφ·sinψ
- eritme
- V = V₁ + V₂
- max V, ayrıtlar 12
- küp 1
- döndürülmüş küp
- a³/4
Prizma
- hepsi
- P = 2B + M, V = B·H
- köşegen
- D² = d² + H², tanφ = H/d
- △
- B = a²√3/4
- altıgen
- B = 3a²√3/2
Piramit
- hepsi
- P = B + M, V = ⅓BH
- △ 1
- h² = H² + r²
- △ 2
- s² = H² + R²
- △ 3
- s² = h² + (a/2)²
- dörtyüzlü
- V = a³√2/12