Объем составного многогранника
Содержание
Объём составного многогранника (Задание 11)
Задание 11 в базовом ЕГЭ проверяет пространственное мышление. Одна из его частых разновидностей - поиск объёма сложной детали, постамента со ступенькой, шкафа с выступом или бассейна хитрой формы. В этом конспекте разберём, как быстро и без ошибок считать объёмы таких фигур.
Суть темы
Составной многогранник - это сложное трёхмерное тело, собранное из нескольких простых. Представь ступенчатый постамент под бюст, шкаф с выемкой под стол или деталь станка: у всех у них каждая грань либо прямоугольная, либо состоит из прямых участков.
Чтобы найти объём такой фигуры, не нужно учить новые сложные формулы. Достаточно одного из двух приёмов:
-
разрезать фигуру на простые "кирпичики" и сложить их объёмы;
-
мысленно достроить фигуру до одного большого параллелепипеда и вычесть объём "пустоты".
Основные формулы
Вся тема держится на одной главной формуле и двух подходах к разбиению фигуры.
Алгоритм решения
Примеры решения
Разберём две типичные задачи: на метод сложения и на метод вычитания. Третий пример -- ЕГЭ-уровень.
Условие: Дизайнерский стеллаж имеет форму составного многогранника. Он собран из двух прямоугольных секций, все углы прямые. Нижняя секция -- параллелепипед (см). Верхняя секция стоит на нижней, имеет ту же глубину см, ширину см и высоту см. Найди объём стеллажа в кубических сантиметрах, а затем в кубических дециметрах.
Решение: Деталь естественно делится пунктирной линией разреза на два параллелепипеда.
- Объём нижней секции:
- Объём верхней секции:
- Сумма:
В кубических дециметрах: дм см, поэтому дм.
Ответ: см, или дм.
Условие: Постамент для скульптуры имеет форму прямоугольного параллелепипеда с размерами (см). В верхней грани по центру выбрана сквозная прямоугольная ниша шириной , длиной и глубиной см (ниша проходит насквозь по глубине постамента). Найди объём материала постамента в кубических сантиметрах.
Выбираем метод
Разрезать такую фигуру на три параллелепипеда (два боковых и перекладину) можно, но долго. Проще представить целый кусок и вычесть пустоту.
Считаем объём сплошного постамента
Как если бы ниши не было:
Считаем объём ниши
-
ширина ;
-
глубина (сквозная);
-
высота .
Вычитаем пустоту
Объём материала:
Ответ:
Условие: Бассейн имеет форму составного многогранника: это прямоугольный "котлован" размером м в плане, глубина которого в детской зоне (ширина м, длина м) равна м, а во взрослой зоне (ширина м, длина м) -- м. Сколько кубических метров воды входит в такой бассейн, если заполнить его доверху?
Разбиваем чашу на два блока
Чаша бассейна -- это составное тело из двух параллелепипедов, приставленных друг к другу по боковой грани.
Считаем объём детской зоны
Считаем объём взрослой зоны
Складываем объёмы
Суммарный объём воды:
Ответ:
Частые ошибки
Что запомнить
-
Любую "ступенчатую" деталь можно разрезать на обычные параллелепипеды-кирпичики.
-
Если у детали есть сквозной вырез или ниша, часто быстрее посчитать объём "целого куска" и вычесть объём пустоты.
-
Если ребро на чертеже не подписано, его находят вычитанием известных отрезков из общей длины.
-
Чтобы не запутаться, подпиши прямо на чертеже размеры каждого блока и его объём.
- Чему равен объём прямоугольного параллелепипеда с рёбрами , , ?
- Деталь разрезали на две непересекающиеся части с объёмами и . Чему равен объём детали?
- У ступенчатой детали общая длина , длина верхней части . Какова длина нижней части?
- Из параллелепипеда вырезали кусок объёмом . Каков объём остатка?