Przypomnijmy, że w graniastosłupie wyróżniamy następujące rodzaje odcinków:
krawędzie podstawy – będące bokami wielokątów w podstawach,
krawędzie boczne – będące bokami ścian bocznych, których końce leżą na różnych podstawach,
przekątne podstawy – przekątne wielokątów w podstawach,
przekątne ścian bocznych – przekątne równoległoboków, które są ścianami bocznymi,
przekątne graniastosłupa – łączące wierzchołki różnych podstaw niebędące wierzchołkami tej samej ściany bocznej,
wysokość graniastosłupa – najkrótszy odcinek, którego końce leżą w płaszczyznach różnych podstaw.
Przykład 1
Nazwiemy niektóre odcinki w graniastosłupie pochyłym pięciokątnym na rysunku poniżej.
R1WWE7FPAR4vM
Rysunek przedstawia graniastosłup. Postawą graniastosłupa jest nieforemna figura mająca pięć kątów. Podstawy graniastosłupa są przesunięte, nie znajdują się bezpośrednio nad sobą. Graniastosłup wygląda na pochylony. Wierzchołki graniastosłupa zostały oznaczone literami od A do J. Odcinki: AF, BG, CH, DI oraz EJ tworzą krawędzie boczne ostrosłupa. Odcinki: AB, BC, CD, DE i BE tworzą krawędzie dolnej podstawy graniastosłupa. Odcinki FG, GH, HI, IJ, FJ tworzą krawędzie górnej podstawy graniastosłupa. Na rysunku zaznaczone zostały zaznaczone różne odcinki. Odcinek AB będący krawędzią dolnej podstawy. Odcinek AF będący krawędzią boczną. Odcinek cg będący przekątną ściany bocznej graniastosłupa. Odcinek DF łączący wierzchołek górnej podstawy graniastosłupa z wierzchołkiem dolnej podstawy, odcinek ten biegnie po przekątnej graniastosłupa. Odcinek JH leżący w płaszczyźnie górnej podstawy i łączący naprzeciwległe wierzchołki tej podstawy. Poza obrębem graniastosłupa znajduje się punkt K, który leży na tej samej płaszczyźnie co dolna podstawa graniastosłupa ale bezpośrednio pod punktem I należącym do górnej podstawy graniastosłupa. Odcinek łączący punkt I oraz K jest pod kątem prostym do płaszczyzny na której leży dolna podstawa graniastosłupa.
– krawędź podstawy
– krawędź boczna
– wysokość graniastosłupa
– przekątna ściany bocznej
– przekątna podstawy
– przekątna graniastosłupa
Wiesz już również, że pomiędzy odcinkami w graniastosłupie, które mają wspólny wierzchołek można określić kąty.
Przykład 2
W poniższych graniastosłupach nazwiemy kąty zaznaczone pomiędzy odcinkami.
RS90GC9fvdKaD
OPIS BŁĘDNY
Nazwy kątów pomiędzy odcinkami są bardzo intuicyjne. Jest to KĄT POMIĘDZY (DALEJ WYMIENIAMY NAZWY ODCINKÓW, POMIĘDZY KTÓRYMI ZNAJDUJE SIĘ KĄT).
Uwaga!
Należy pamiętać, że w niektórych graniastosłupach nie wszystkie przekątne graniastosłupów (czy też przekątne ścian bocznych) są tej samej długości. Należy uważnie czytać treść zadania, aby dobrze zaznaczyć dany kąt.
Przykład 3
Zaznaczymy podane kąty:
Kąt pomiędzy dłuższą przekątną graniastosłupaprzekątna graniastosłupaprzekątną graniastosłupa, a krawędzią boczną w graniastosłupie prawidłowym sześciokątnym.
RXO7bGKheshf0
Rysunek przedstawia graniastosłup foremny. Podstawą graniastosłupa jest sześciokąt foremny. W graniastosłupie zaznaczone zostały dwie linie. Jedna z nich jest krawędzią boczną graniastosłupa. Druga z nich to przekątna graniastosłupa. Linie te mają wspólny wierzchołek przy górnej podstawie graniastosłupa. Kąt między tymi liniami podpisano literą alfa.
Kąt pomiędzy krótszą przekątną graniastosłupa o podstawie rombu o przekątnych podstawy i , a przekątną ściany bocznej.
R1eI7i19m3J5D
Rysunek przedstawia graniastosłup. Podstawą graniastosłupa jest romb. W graniastosłupie zaznaczone zostały dwie linie. Jedna z nich jest przekątną ściany bocznej graniastosłupa. Druga z nich to przekątna graniastosłupa. Linie te mają wspólny wierzchołek przy dolnej podstawie graniastosłupa. Kąt między tymi liniami podpisano literą alfa. W dolnej podstawie narysowana jest jej przekątna, która ma wspólny wierzchołek z liniami wyznaczającymi kąt alfa. Przekątna narysowana jest linią przerywaną i ma długość 6.
Kąt pomiędzy przekątną największej ściany bocznej graniastosłupa prostego o podstawie trójkąta prostokątnego, a krawędzią boczną.
Ry0PiHP69GErS
Rysunek przedstawia graniastosłup. Podstawą graniastosłupa jest trójkąt prostokątny. W graniastosłupie zaznaczone zostały dwie linie. Jedna z nich narysowana została w płaszczyźnie ściany bocznej, która znajduje się przy tej krawędzi podstawy, która stanowi dłuższą przyprostokątną trójkąta w podstawie. Linia ta jest przekątną tej ściany bocznej. Druga linia jest krawędzią graniastosłupa. Linie te mają wspólny wierzchołek przy górnej podstawie graniastosłupa. Kąt pomiędzy tymi liniami został podpisany literą beta.
W graniastosłupach (szczególnie w graniastosłupach prostychgraniastosłup prostygraniastosłupach prostych) odcinki tworzą trójkąty prostokątne, co pozwala nam obliczać długości odcinków lub miar kątów pomiędzy nimi korzystając z twierdzenia Pitagorasa i funkcji trygonometrycznych.
Przykład 4
Podstawą graniastosłupa prostego jest trapez prostokątny o podstawach i oraz wysokości długości . Krawędź boczna graniastosłupa ma długość . Obliczymy miarę kąta pomiędzy dłuższą przekątną graniastosłupaprzekątna graniastosłupaprzekątną graniastosłupa, a krawędzią boczną.
Rozwiązanie:
Najpierw obliczymy długość dłuższej przekątnej podstawy.
RssgrfL0ZMzp2
Rysunek przedstawia trapez prostokątny. Jego dolna podstawa ma długość 4. Górna podstawa ma długość 2. Ramię, które jest pod kątem prostym do podstaw, ma długość 3. Przekątna trapezu została oznaczona literą p. Dolna podstawa trapezu i ramię, narysowane pod kątem prostym do tej podstawy oraz przekątna trapezu p tworzą razem trójkąt prostokątny, gdzie przekątna jest przeciwprostokątną.
Widzimy, że trójkąt, którego przeciwprostokątną jest , jest trójkątem pitagorejskim o przyprostokątnych i , a zatem .
Teraz narysujmy graniastosłup i zaznaczmy w nim szukany kąt.
R14EWLxjlvjNU
Rysunek przedstawia graniastosłup. Podstawą graniastosłupa jest trapez prostokątny. W graniastosłup został wpisany trójkąt prostokątny. Pierwszą przyprostokątną trójkąta stanowi krawędź boczna graniastosłupa o długości 7. Drugą przyprostokątną stanowi przekątna trapezu, który jest podstawą graniastosłupa, przyprostokątna ta ma długość 5. Trzeci bok, czyli przeciwprostokątna, to przekątna graniastosłupa. Pomiędzy linią będącą krawędzią graniastosłupa a linią będącą przekątną graniastosłupa zaznaczony został kąt. Kąt ten podpisano literą alfa.
Korzystając z funkcji trygonometrycznych kąta ostrego w trójkącie prostokątnym otrzymujemy . A stąd .
Słownik
graniastosłup prosty
graniastosłup prosty
graniastosłup, którego wszystkie ściany boczne są prostokątami
przekątna graniastosłupa
przekątna graniastosłupa
odcinek łączący wierzchołki różnych podstaw niebędące wierzchołkami tej samej ściany bocznej