Twój postęp zapisuje się tylko w tej przeglądarce. Zaloguj się, żeby nie stracić go po zmianie urządzenia. Zaloguj się
Stereometria – geometria przestrzenna

Przekątne graniastosłupówPodstawa

Przekątna graniastosłupa działa jak najkrótsza droga poprowadzona przez wnętrze pudełka od jednego wierzchołka do przeciwległego. Można ją obliczyć etapami, łącząc twierdzenie Pitagorasa z przekątną podstawy.

Matematyka ·2 min czytania ·6 ćwiczeń


Przekątna graniastosłupa łączy dwa wierzchołki, które nie należą do jednej ściany. W graniastosłupie prostym obliczamy ją z wysokości i odpowiedniej przekątnej podstawy za pomocą twierdzenia Pitagorasa.

Pojęcia, od których zaczynamy

Krawędź jest bokiem ściany. Przekątna ściany łączy jej niesąsiednie wierzchołki i nadal leży na powierzchni bryły. Przekątna przestrzenna łączy wierzchołki nieleżące na wspólnej ścianie. Przed obliczeniami zaznacz jej końce, żeby nie policzyć innego odcinka.

Rzut prostopadły górnego końca na dolną podstawę uzyskujemy, schodząc wzdłuż krawędzi bocznej prostego graniastosłupa. Dolny koniec przekątnej pozostaje na miejscu. Rzutem całej przekątnej jest odcinek między tymi dwoma punktami podstawy. Razem z wysokością tworzy trójkąt prostokątny.

Zasady i wzory

Przekątna graniastosłupa łączy wierzchołki nienależące do jednej ściany. W graniastosłupie prostym tworzy trójkąt prostokątny z przekątną podstawy i wysokością.

  • Najpierw policz przekątną podstawy.
  • Następnie połącz ją z wysokością bryły.
  • W prostopadłościanie można od razu użyć trzech wymiarów.
\[d=\sqrt{d_p^2+H^2}\]

Wzór dotyczy graniastosłupa prostego. Odcinek \(d_p\) jest rzutem rozpatrywanej przekątnej bryły na podstawę, a \(H\) wysokością. W graniastosłupie pochyłym nie wolno automatycznie używać tego wzoru.

Jak czytać rysunek?

Przekątna, rzut i wysokośćAG jest przekątną przestrzenną, AC rzutem długości dziesięć, CG wysokością dwadzieścia cztery.Przekątna, rzut i wysokośćABCDEFGHdₚ = 10H = 24d = 26

Na rysunku \(AG\) jest przekątną bryły, \(AC\) jej rzutem na podstawę, a \(CG\) wysokością. Kąt prosty leży przy \(C\). Najpierw obliczamy \(AC\) w prostokątnej podstawie. Otrzymana długość staje się przyprostokątną w trójkącie \(ACG\), którego przeciwprostokątną jest \(AG\).

Przykład krok po kroku

Podstawa prostopadłościanu ma boki 6 i 8, a wysokość 24. Oblicz przekątną bryły.

Dwa trójkąty, dwa rachunki. W podstawie bokami prostokątnymi są krawędzie \(6\) i \(8\). Ich przeciwprostokątna \(10\) staje się przyprostokątną drugiego trójkąta, którego drugi bok prostokątny to wysokość \(24\). Dopiero jego przeciwprostokątna jest szukaną przekątną przestrzenną.

  1. Policz przekątną podstawy.\(d_p=\sqrt{6^2+8^2}=10\)
  2. Dodaj wysokość.\(d=\sqrt{10^2+24^2}\)
  3. Oblicz.\(d=\sqrt{676}=26\)

Typowy błąd

Nie dodajemy przekątnej podstawy i wysokości bezpośrednio.

\(d=10+24=34\)Te odcinki są prostopadłe i tworzą przyprostokątne.
\(d=\sqrt{10^2+24^2}=26\)

Dodatkowy przykład i kontrola

W prostopadłościanie o krawędziach \(a,b,c\) dostajemy \(d=\sqrt{a^2+b^2+c^2}\). W sześcianie wszystkie trzy krawędzie są równe, więc przekątna bryły ma długość \(a\sqrt3\), a przekątna ściany \(a\sqrt2\). Dla \(a=4\) są to odpowiednio \(4\sqrt3\) i \(4\sqrt2\).

Można też szukać brakującej wysokości. Jeśli przekątna bryły ma \(13\), a jej rzut \(5\), to \(H^2=13^2-5^2=144\), zatem \(H=12\). Nie każdy graniastosłup ma przekątne przestrzenne: trójkątny nie ma żadnej. W podstawie sześciokątnej istnieją różne przekątne, więc trzeba wskazać, którą wykorzystujemy; przekątne całej bryły nie muszą mieć jednakowych długości.

Najczęstsze pytania

Dlaczego przekątną graniastosłupa prostego liczymy Pitagorasem?
Jej rzut na podstawę jest prostopadły do wysokości. Te odcinki wraz z przekątną tworzą trójkąt prostokątny.
Czy każdy graniastosłup ma przekątną przestrzenną?
Nie. Graniastosłup trójkątny nie ma pary wierzchołków nieleżących na wspólnej ścianie, więc nie ma przekątnych przestrzennych.

Poćwicz

ABCD

Przekątna ściany i przekątna przestrzenna sześcianu są:

ABCD

Graniastosłup prawidłowy czworokątny ma bok podstawy \(6\) i wysokość \(7\). Jaka jest jego przekątna przestrzenna?

ABCD

Graniastosłup prosty ma przekątną bryły \(13\), której rzut na podstawę ma długość \(5\). Ile wynosi wysokość?

ABCD

Uzupełnij zdanie: „Graniastosłup prawidłowy czworokątny ma bok podstawy 6 i wysokość 8. Przekątna bryły wynosi …”.

ABCD

Które zdanie poprawnie naprawia błąd: „Przekątna bryły jest zawsze równa przekątnej podstawy.”?

ABCD

Przekątna prostopadłościanu ma \(17\), a dwie krawędzie \(8\) i \(9\). Ile ma trzecia krawędź?

Sprawdź, ile już umiesz

Przećwicz to zagadnienie na fiszkach albo przejdź do zestawu zadań z całego działu.

Ebook PDF 395 zadań maturalnych z matematyki podstawowej z rozwiązaniami krok po kroku w jednym pliku. Zobacz ebook (19,99 zł)