Корице уџбеника

IV.9. Обим И Површина Многоуглова

Изабери решење задатка:

Задатак 3

Кратко решење

Нека је \( a \) страница правилног шестоугла и квадрата. \[ O_{š} = 6a \] \[ 6 = 6a \Rightarrow a = 1\text{ cm} \] Обим фигуре \( O \) чине по 3 странице сваког од 6 квадрата: \[ O = 6 \cdot 3a = 18a \] \[ O = 18 \cdot 1 = 18\text{ cm} \] Површина фигуре \( P \) је збир површине шестоугла \( P_{š} \) и 6 површина квадрата \( P_{k} \): \[ P = P_{š} + 6 \cdot P_{k} \] \[ P_{k} = a^2 = 1^2 = 1\text{ cm}^2 \] \[ P_{š} = \frac{3a^2\sqrt{3}}{2} = \frac{3 \cdot 1^2 \cdot \sqrt{3}}{2} = \frac{3\sqrt{3}}{2}\text{ cm}^2 \] \[ P = \frac{3\sqrt{3}}{2} + 6 \cdot 1 = \frac{3\sqrt{3}}{2} + 6 = \frac{12 + 3\sqrt{3}}{2}\text{ cm}^2 \] \[ P = \frac{3(4 + \sqrt{3})}{2}\text{ cm}^2 \]

Детаљно решење

Анализа задатка и скицирање фигуре

У задатку је дат правилни шестоугао око којег су, на свакој од његових шест страница, конструисани квадрати ка спољашњости. Фигура коју треба да анализирамо састоји се од тог централног шестоугла и шест идентичних квадрата.
Нацртати правилни шестоугао у центру. На свакој од његових шест страница нацртати по један квадрат исте дужине странице ка споља. Добијена фигура подсећа на зупчаник или цвет са шест квадратних латица.

Израчунавање странице шестоугла и квадрата

Познато је да је обим правилног шестоугла \( O_{š} = 6\text{ cm} \). Формула за обим правилног шестоугла са страницом \( a \) је: \[ O_{š} = 6 \cdot a \] Заменом вредности добијамо: \[ 6 = 6 \cdot a \] \[ a = 1\text{ cm} \] Пошто су квадрати конструисани над страницама шестоугла, страница сваког квадрата је такође \( a = 1\text{ cm} \).

Израчунавање обима нове фигуре

Обим сложене фигуре чине само спољашње странице. Сваки од шест квадрата има три странице које чине спољашњу границу фигуре (четврта страница се поклапа са страницом шестоугла и налази се у унутрашњости фигуре). Укупан број спољашњих страница је \( 6 \cdot 3 = 18 \). \[ O = 18 \cdot a \] \[ O = 18 \cdot 1 \] \[ O = 18\text{ cm} \]

Израчунавање површине фигуре

Површина фигуре (\( P \)) једнака је збиру површине шестоугла (\( P_{š} \)) и површина шест квадрата (\( P_{k} \)). \[ P = P_{š} + 6 \cdot P_{k} \] Површина квадрата је: \[ P_{k} = a^2 = 1^2 = 1\text{ cm}^2 \] Површина правилног шестоугла је: \[ P_{š} = \frac{3a^2\sqrt{3}}{2} \] \[ P_{š} = \frac{3 \cdot 1^2 \cdot \sqrt{3}}{2} = \frac{3\sqrt{3}}{2}\text{ cm}^2 \] Укупна површина је: \[ P = \frac{3\sqrt{3}}{2} + 6 \cdot 1 \] \[ P = \left( 6 + \frac{3\sqrt{3}}{2} \right) \text{cm}^2 \]

Кратак запис решења:

\[ O_{š} = 6a = 6 \Rightarrow a = 1\text{ cm} \] \[ O = 6 \cdot 3 \cdot a = 18 \cdot 1 = 18\text{ cm} \] \[ P = P_{š} + 6 \cdot P_{k} = \frac{3a^2\sqrt{3}}{2} + 6a^2 \] \[ P = \frac{3 \cdot 1^2 \sqrt{3}}{2} + 6 \cdot 1^2 = \frac{3\sqrt{3}}{2} + 6 = \frac{3\sqrt{3} + 12}{2}\text{ cm}^2 \]

Најважније из лекције

  • Обим било ког многоугла је збир дужина свих његових страница. За правилне многоуглове: \( O = n \cdot a \).
  • Површина многоугла са уписаном кружницом може се израчунати преко обима \( O \) и полупречника уписане кружнице \( r \): \( P = \frac{r \cdot O}{2} \).
  • Површина правилног шестоугла са страницом \( a \) (код кога важи и \( a = R \)) рачуна се по формули: \( P = \frac{3a^2\sqrt{3}}{2} \).
Обим многоугла јесте збир дужина свих страница тог многоугла.
За правилан многоугао који има \( n \) једнаких страница дужине \( a \), обим се рачуна по формули: \[ O = n \cdot a \]
Ако су странице неправлиног петоугла \( 3 \text{ cm} \), \( 4 \text{ cm} \), \( 13 \text{ cm} \), \( 9 \text{ cm} \) и \( 15 \text{ cm} \), његов обим је збир свих страница: \( O = 3 + 4 + 13 + 9 + 15 = 44 \text{ cm} \).
Полупречник описане кружнице правилног шестоугла је \( R = 2 \text{ cm} \). Израчунај обим тог шестоугла.
Код правилног шестоугла, дужина странице једнака је полупречнику описане кружнице, односно \( a = R = 2 \text{ cm} \).
Обим правилног шестоугла је: \( O = 6 \cdot a = 6 \cdot 2 \text{ cm} = 12 \text{ cm} \).
Површина неке фигуре која се састоји од делова који се не преклапају једнака је збиру површина тих делова. Ако у многоугао можемо уписати кружницу, можемо га поделити на мање троуглове чија је висина управо полупречник уписане кружнице.
Многоугао (нпр. неправилан петоугао или троугао) са уписаном кружницом полупречника r. Центар кружнице је спојен дужима са свим теменима многоугла, чиме је многоугао подељен на мање троуглове. Висина сваког од тих троуглова је полупречник r.
Површина многоугла чији је обим \( O \) и у који се може уписати кружница полупречника дужине \( r \) рачуна се као: \[ P = \frac{r \cdot O}{2} \]
Страница ромба је \( a = 5 \text{ cm} \), а полупречник уписане кружнице је \( r = 1,5 \text{ cm} \). Израчунај површину тог ромба.
Прво рачунамо обим ромба (који је правилан четвороугао по питању страница):
\( O = 4 \cdot a = 4 \cdot 5 \text{ cm} = 20 \text{ cm} \).
Затим рачунамо површину:
\( P = \frac{r \cdot O}{2} = \frac{1,5 \text{ cm} \cdot 20 \text{ cm}}{2} = 15 \text{ cm}^2 \).
Сваки правилан многоугао са \( n \) темена може се разложити на \( n \) једнаких карактеристичних троуглова. Површина правилног многоугла једнака је збиру површина тих троуглова.
Површина правилног многоугла који има \( n \) страница дужине \( a \) и полупречник уписане кружнице \( r \) јесте: \[ P = n \cdot \frac{a \cdot r}{2} \]
У табели су приказане формуле за полупречник уписане кружнице и површину за три најпознатија правилна многоугла:
Многоугао Једнакостранични троугао (\( n=3 \)) Квадрат (\( n=4 \)) Правилни шестоугао (\( n=6 \))
Полупречник уписане кружнице (\( r \)) \( \frac{a\sqrt{3}}{6} \) \( \frac{a}{2} \) \( \frac{a\sqrt{3}}{2} \)
Површина (\( P \)) \( \frac{a^2\sqrt{3}}{4} \) \( a^2 \) \( \frac{3a^2\sqrt{3}}{2} \)
Израчунај површину правилног шестоугла ако је полупречник описане кружнице \( R = 4 \text{ cm} \).
Код правилног шестоугла страница је једнака полупречнику описане кружнице: \( a = R = 4 \text{ cm} \).
Користећи формулу из табеле:
\( P = \frac{3a^2\sqrt{3}}{2} = \frac{3 \cdot (4 \text{ cm})^2 \cdot \sqrt{3}}{2} = \frac{3 \cdot 16 \cdot \sqrt{3}}{2} = 24\sqrt{3} \text{ cm}^2 \).

Задаци за вежбање

Лак: Израчунај обим правилног осмоугла ако је дужина једне његове странице \( a = 7 \text{ cm} \).
Правилни осмоугао има \( n = 8 \) једнаких страница.
\( O = n \cdot a = 8 \cdot 7 \text{ cm} = 56 \text{ cm} \).
Средњи: Странице троугла су \( a = 6 \text{ cm}, b = 8 \text{ cm} \) и \( c = 10 \text{ cm} \). Ако је полупречник уписане кружнице у тај троугао \( r = 2 \text{ cm} \), израчунај површину троугла.
Прво рачунамо обим троугла:
\( O = a + b + c = 6 + 8 + 10 = 24 \text{ cm} \).
Затим примењујемо формулу за површину преко полупречника уписане кружнице:
\( P = \frac{r \cdot O}{2} = \frac{2 \text{ cm} \cdot 24 \text{ cm}}{2} = 24 \text{ cm}^2 \).
Тежак: Површина квадрата је \( 144 \text{ cm}^2 \). Одреди обим тог квадрата и полупречник његове уписане кружнице.
Из површине квадрата добијамо дужину странице:
\( P = a^2 \implies a^2 = 144 \implies a = 12 \text{ cm} \).
Обим квадрата је:
\( O = 4 \cdot a = 4 \cdot 12 \text{ cm} = 48 \text{ cm} \).
Полупречник уписане кружнице квадрата је половина странице:
\( r = \frac{a}{2} = \frac{12 \text{ cm}}{2} = 6 \text{ cm} \).

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: