W materiale najpierw zostaną omówione odcinki w podstawie, potem w ścianie bocznej, a na końcu omówimy wysokość.
R1Iu0jxIy47DH
W podstawie ostrosłupa prawidłowego sześciokątnego wyróżniamy trzy typy odcinków:
krawędź podstawy,
krótszą przekątną podstawy,
dłuższą przekątną podstawy.
Przypomnijmy, że jeśli krawędź podstawy ma długość , to jej przekątne mają długość oraz .
R1X4Svn1JCCnY
Przykład 1
Pole sześciokąta znajdującego się w podstawie ostrosłupa prawidłowego sześciokątnego wynosi . Obliczymy długości krawędzi i przekątnych podstawy tego ostrosłupa.
Korzystając ze wzoru na pole sześciokąta foremnego, mamy .
Ściana boczna ostrosłupa prawidłowego jest trójkątem równoramiennym, którego ramionami są krawędzie boczne ostrosłupa – będziemy oznaczać je przez , a podstawą – krawędź podstawy. Wysokość tego trójkąta, poprowadzoną z wierzchołka ostrosłupa, będziemy nazywać wysokością ściany bocznej i oznaczać przez .
R1Yu9kkj1Mag6
Do obliczania długości tych odcinków wykorzystujemy trójkąt prostokątny, którego bokami są:
połowa krawędzi podstawy,
wysokość ściany bocznej,
krawędź boczna.
RITG6m8KO8yM0
Przykład 2
Obliczymy długość krawędzi bocznej ostrosłupa prawidłowego sześciokątnego, którego suma długości krawędzi podstawy wynosi , a kąt między sąsiednimi krawędziami bocznymi ma miarę .
Krawędź podstawy ma długość . Możemy obliczyć długość krawędzi bocznej korzystając z funkcji trygonometrycznych kąta ostrego w trójkącie prostokątnym
RS143XMklQR7r
. Po odczytaniu z tabeli wartości trygonometrycznych otrzymujemy .
Ostatnim odcinkiem, którym będziemy się zajmować jest wysokość ostrosłupa.
Są dwa typy trójkątów prostokątnych, które można wykorzystywać do obliczania długości tej wysokości.
Boki pierwszego z nich to wysokość ostrosłupa, połowa dłuższej przekątnej (odcinek ten ma długość taką jak krawędź podstawy) oraz krawędź boczna.
R16lK8Jrbrjds
Boki drugiego to wysokość ostrosłupa, odcinek, którego długość jest równa połowie krótszej przekątnej i wysokość ściany bocznej ostrosłupa prawidłowego sześciokątnegowysokość ściany bocznej ostrosłupa prawidłowego sześciokątnegowysokość ściany bocznej ostrosłupa prawidłowego sześciokątnego. Zauważmy, że połowa krótszej przekątnej to wysokość jednego z sześciu trójkątów równobocznych, które powstają poprzez przeprowadzenie wszystkich dłuższych przekątnych podstawy.
RoRRnXDZFrqKa
Z pierwszego trójkąta korzystamy, gdy w treści zadania pojawia się krawędź boczna ostrosłupa prawidłowego sześciokątnegokrawędź boczna ostrosłupa prawidłowego sześciokątnegokrawędź boczna ostrosłupa prawidłowego sześciokątnego. Drugi jest przydatny, gdy mowa jest o wysokości ściany bocznej.
Przykład 3
Obliczymy długość dłuższej przekątnej podstawy ostrosłupa, którego krawędź boczna ma długość , a wysokość ostrosłupa prawidłowego sześciokątnegowysokość ostrosłupa prawidłowego sześciokątnegowysokość ostrosłupa prawidłowego sześciokątnego ma długość .
RipqzQ46P9Aj5
Korzystając z twierdzenia Pitagorasa otrzymujemy:
, a stąd dalej .
Czyli .
A zatem .
Długość dłuższej przekątnej wynosi więc .
Przykład 4
Kąt pomiędzy wysokością ostrosłupa a wysokością ściany bocznej ma miarę , a krawędź podstawy ma długość . Obliczymy długość wysokości ostrosłupa.
Korzystając z funkcji trygonometrycznych kąta ostrego w trójkącie prostokątnym mamy: . Czyli .
Przykład 5
Obliczymy wysokość dachu hełmowego tworzącego ostrosłup prawidłowy sześciokątny, jeżeli do jego pokrycia użyto blachy o kształcie jak na rysunku poniżej (nie liczymy zakładek).
RdtZyyjsmb5CU
Ostrosłup, który powstanie nam po pokryciu dachu blachą, to
RvaLVTNM5s7Ed
Korzystając z twierdzenia Pitagorasa,
,
a zatem .
Dach ten będzie miał około wysokości.
W szczególnych przypadkach możemy również korzystać z własności trójkątów równoramiennych narysowanych poniżej. Zwłaszcza, gdy są one równoboczne lub prostokątne.
Rz4nVA0bcspAL
Przykład 6
Trójkąt przedstawiony na rysunku jest prostokątny. Jego przyprostokątna ma długość . Określimy długości krawędzi bocznej, krawędzi podstawy, przekątnych podstawy, wysokości ostrosłupa i wysokości ściany bocznej ostrosłupa prawidłowego sześciokątnego na rysunku.
R1NGK7L1DOQY8
Uzupełnijmy rysunek o dane z zadania.
R1TWPNv0xaKuS
Czyli wysokość ściany bocznej ma długość .
Narysowany trójkąt jest trójkątem prostokątnym równoramiennym, zatem jego przeciwprostokątna będzie miała długość , czyli krótsza przekątna również ma długość .
Stąd mamy , czyli krawędź podstawy to .
Dłuższa przekątna podstawy ma zatem długość .
Wysokość ostrosłupa jest przyprostokątną trójkąta prostokątnego równoramiennego, którego przeciwprostokątna ma długość .
A zatem .
Długość krawędzi bocznej policzymy stosując twierdzenie Pitagorasa dla trójkąta prostokątnego, którego bokami są wysokość ściany bocznej, połowa krawędzi podstawy i krawędź boczna