Matematyka
Małopolski Konkurs Matematyczny - bryły, zliczanie, prawdopodobieństwo
Bryły i rachunek zdarzeń: prostopadłościany, graniastosłupy proste i ostrosłupy, także takie, które nie są prawidłowe, z polem powierzchni i objętością. Do tego zliczanie obiektów, reguła mnożenia i dodawania, prawdopodobieństwo w rzucie dwiema kostkami i w losowaniu ze zwracaniem i bez zwracania oraz odczytywanie tabel, diagramów i wykresów.
Podcast
Ładuję…
1.Prostopadłościan i sześcian - budowa
Prostopadłościan to graniastosłup prosty, którego wszystkie ściany są prostokątami. Ma 6 ścian (naprzeciwległe są przystające i równoległe), 12 krawędzi i 8 wierzchołków. Jego wymiary to długości trzech krawędzi wychodzących z jednego wierzchołka: , , . Sześcian to prostopadłościan, którego wszystkie ściany są kwadratami - każda krawędź ma tę samą długość . Przykład: prostopadłościan o wymiarach 2, 3, 5 ma po 4 krawędzie każdej długości, więc suma długości krawędzi to .
2.Objętość prostopadłościanu i sześcianu
Objętość prostopadłościanu o wymiarach , , to iloczyn trzech wymiarów: . Dla sześcianu o krawędzi : . Wymiary muszą być w tej samej jednostce, a wynik podajemy w jednostkach sześciennych (, , ; to 1 litr). Przykład: prostopadłościan 2 cm, 3 cm, 5 cm ma , a sześcian o krawędzi 4 cm ma .
3.Pole powierzchni prostopadłościanu i sześcianu
Pole powierzchni prostopadłościanu to suma pól jego 6 ścian. Ściany tworzą trzy pary jednakowych prostokątów, więc . Sześcian ma 6 jednakowych kwadratów: . Przykład: dla wymiarów 2 cm, 3 cm, 5 cm mamy . Sześcian o krawędzi 4 cm: .
4.Przekątna ściany prostopadłościanu i sześcianu
Przekątna ściany to odcinek łączący dwa przeciwległe wierzchołki jednej ściany. Ściana jest prostokątem, więc przekątna dzieli ją na dwa trójkąty prostokątne i z twierdzenia Pitagorasa: , gdzie , to boki tej ściany. W sześcianie każda ściana jest kwadratem o boku , więc . Przykład: ściana o bokach 6 i 8 ma przekątną ; w sześcianie o krawędzi 5 przekątna ściany to .
5.Graniastosłup prosty - budowa
Graniastosłup prosty ma dwie podstawy - przystające wielokąty leżące w płaszczyznach równoległych - oraz ściany boczne, które są prostokątami. Krawędzie dzielimy na krawędzie podstaw i krawędzie boczne, a punkty, w których spotykają się krawędzie, to wierzchołki. Wysokość graniastosłupa to odległość między podstawami; w graniastosłupie prostym jest równa długości krawędzi bocznej. Nazwę bierzemy od podstawy: graniastosłup trójkątny, czworokątny, pięciokątny. Przykład: graniastosłup prosty trójkątny ma 2 podstawy i 3 ściany boczne, razem 5 ścian.
6.Graniastosłup prawidłowy (trójkątny, czworokątny, sześciokątny)
Graniastosłup prawidłowy to graniastosłup prosty, którego podstawą jest wielokąt foremny (wszystkie boki i wszystkie kąty równe). Jego ściany boczne są przystającymi prostokątami. Graniastosłup prawidłowy trójkątny ma w podstawie trójkąt równoboczny, prawidłowy czworokątny - kwadrat, prawidłowy sześciokątny - sześciokąt foremny. Przykład: w graniastosłupie prawidłowym czworokątnym o krawędzi podstawy 3 i wysokości 7 każda ściana boczna to prostokąt 3 na 7 o polu 21, a cztery ściany boczne mają razem pole .
7.Graniastosłup prosty, który nie jest prawidłowy
Graniastosłup prosty nie jest prawidłowy, gdy jego podstawa nie jest wielokątem foremnym, np. jest trójkątem prostokątnym, trapezem lub rombem (innym niż kwadrat) albo prostokątem o różnych bokach. Ściany boczne dalej są prostokątami, ale mogą mieć różne wymiary: każda ma jeden bok równy wysokości , a drugi równy kolejnemu bokowi podstawy. Przykład: podstawa to trójkąt prostokątny o bokach 3, 4, 5, a . Ściany boczne mają pola , i , razem 120.
8.Krawędzie i wysokość graniastosłupa prostego
W graniastosłupie prostym krawędzie boczne są prostopadłe do podstaw i wszystkie mają tę samą długość, równą wysokości . Graniastosłup n-kątny ma krawędzi podstaw (po w każdej podstawie) i krawędzi bocznych. Suma długości wszystkich krawędzi to dwa obwody podstawy i wysokości. Przykład: graniastosłup prawidłowy trójkątny o krawędzi podstawy 4 i wysokości 10 ma sumę długości krawędzi .
9.Pole powierzchni graniastosłupa
Pole powierzchni całkowitej graniastosłupa to suma pól dwóch podstaw i pola powierzchni bocznej: . W graniastosłupie prostym ściany boczne są prostokątami o wspólnej wysokości , więc to obwód podstawy razy . Przykład: podstawa to trójkąt prostokątny o bokach 3, 4, 5, a . Wtedy , i .
10.Objętość graniastosłupa
Objętość graniastosłupa to iloczyn pola podstawy i wysokości: . Wzór działa dla graniastosłupa o dowolnej podstawie - najpierw liczymy pole podstawy odpowiednim wzorem (trójkąt, trapez, romb, kwadrat), potem mnożymy przez wysokość bryły. Przykład: podstawa to trójkąt prostokątny o przyprostokątnych 3 i 4, a . Wtedy i . Wzór dla prostopadłościanu to ten sam wzór: , .
11.Pole i objętość graniastosłupa prawidłowego
Pole podstawy graniastosłupa prawidłowego o krawędzi podstawy : trójkątnego , czworokątnego , sześciokątnego (sześć trójkątów równobocznych). Pole boczne n-kątnego: . Przykład: graniastosłup prawidłowy sześciokątny, , : , , , .
12.Pole i objętość graniastosłupa prostego o podstawie rombu lub trapezu
W graniastosłupie, który nie jest prawidłowy, pole podstawy liczymy wzorem na daną figurę: romb (, - przekątne), trapez . Brakujący bok podstawy często wyznaczamy z twierdzenia Pitagorasa. Przykład: podstawa to romb o przekątnych 6 i 8, . , bok rombu , , , .
13.Ostrosłup - budowa
Ostrosłup ma jedną podstawę, która jest wielokątem, oraz ściany boczne - trójkąty o wspólnym wierzchołku, nazywanym wierzchołkiem ostrosłupa. Krawędzie dzielimy na krawędzie podstawy i krawędzie boczne (łączą wierzchołki podstawy z wierzchołkiem ostrosłupa). Nazwę bierzemy od podstawy: ostrosłup trójkątny, czworokątny, sześciokątny. Ostrosłup n-kątny ma ścian bocznych. Przykład: ostrosłup czworokątny ma 1 podstawę i 4 ściany boczne, razem 5 ścian, oraz krawędzi.
14.Wysokość ostrosłupa i wysokość ściany bocznej
Wysokość ostrosłupa to odcinek łączący wierzchołek ostrosłupa z płaszczyzną podstawy, prostopadły do tej płaszczyzny; jego koniec w płaszczyźnie podstawy to spodek wysokości. Wysokość ściany bocznej to wysokość trójkąta będącego ścianą boczną, poprowadzona z wierzchołka ostrosłupa do krawędzi podstawy. W ostrosłupie prawidłowym czworokątnym o krawędzi podstawy : . Przykład: , , więc .
15.Ostrosłup prawidłowy (trójkątny, czworokątny) i czworościan foremny
Ostrosłup prawidłowy ma w podstawie wielokąt foremny, a spodek jego wysokości leży w środku podstawy. Wszystkie krawędzie boczne są wtedy równe, a ściany boczne to przystające trójkąty równoramienne. Ostrosłup prawidłowy trójkątny ma w podstawie trójkąt równoboczny, prawidłowy czworokątny - kwadrat. Czworościan foremny to ostrosłup trójkątny, którego wszystkie 4 ściany są trójkątami równobocznymi, a wszystkie 6 krawędzi ma tę samą długość. Przykład: czworościan foremny o krawędzi 5 ma sumę długości krawędzi .
16.Ostrosłup, który nie jest prawidłowy
Ostrosłup nie jest prawidłowy, gdy jego podstawa nie jest wielokątem foremnym (np. prostokąt o różnych bokach, trójkąt prostokątny) albo gdy spodek wysokości nie leży w środku podstawy (np. w wierzchołku albo w środku boku podstawy). Ściany boczne mogą być wtedy różnymi trójkątami, więc ich pola liczymy osobno. Objętość liczymy tym samym wzorem co zawsze. Przykład: ostrosłup o podstawie prostokąta 6 na 8 i wysokości ma i .
17.Pole powierzchni ostrosłupa
Pole powierzchni całkowitej ostrosłupa to suma pola podstawy i pola powierzchni bocznej: , gdzie to suma pól trójkątnych ścian bocznych. Pole jednej ściany bocznej to ( - krawędź podstawy, - wysokość tej ściany). Przykład: ostrosłup prawidłowy czworokątny o krawędzi podstawy 6 i wysokości ściany bocznej 5. , , .
18.Objętość ostrosłupa
Objętość ostrosłupa to jedna trzecia iloczynu pola podstawy i wysokości ostrosłupa: . Ostrosłup ma więc objętość 3 razy mniejszą niż graniastosłup o takiej samej podstawie i takiej samej wysokości. We wzorze występuje wysokość ostrosłupa , a nie wysokość ściany bocznej. Przykład: ostrosłup prawidłowy czworokątny o krawędzi podstawy 6 i wysokości ma i .
19.Pole powierzchni ostrosłupa prawidłowego i czworościanu foremnego
W ostrosłupie prawidłowym n-kątnym ściany boczne są przystające, więc . Przykład: ostrosłup prawidłowy trójkątny o krawędzi podstawy 6 i wysokości ściany bocznej 5 ma , , . Czworościan foremny o krawędzi ma 4 ściany - trójkąty równoboczne, więc . Dla : .
20.Objętość ostrosłupa, który nie jest prawidłowy
Wzór jest ten sam: . Wysokość zwykle wyznaczamy z twierdzenia Pitagorasa w trójkącie prostokątnym, którego bokami są: wysokość ostrosłupa, krawędź boczna i odcinek na podstawie od spodka wysokości do wierzchołka podstawy. Przykład: podstawa to prostokąt 10 na 20, spodek wysokości leży w środku boku długości 10, a krawędź boczna wychodząca z końca tego boku ma długość 13. Wtedy i .
21.Liczba ścian, krawędzi i wierzchołków graniastosłupa i ostrosłupa n-kątnego
Graniastosłup n-kątny ma ścian (2 podstawy i ścian bocznych), krawędzi i wierzchołków. Ostrosłup n-kątny ma ścian (podstawa i ścian bocznych), krawędzi i wierzchołków. Przykład dla : graniastosłup pięciokątny ma 7 ścian, 15 krawędzi i 10 wierzchołków, a ostrosłup pięciokątny - 6 ścian, 10 krawędzi i 6 wierzchołków. W obu bryłach liczba wierzchołków plus liczba ścian to liczba krawędzi plus 2: oraz .
22.Siatka bryły
Siatka bryły to płaska figura, która powstaje po rozcięciu powierzchni bryły wzdłuż niektórych krawędzi i rozłożeniu jej na płaszczyźnie. Siatka graniastosłupa prostego n-kątnego składa się z 2 przystających podstaw i prostokątów, a siatka ostrosłupa n-kątnego - z 1 podstawy i trójkątów. Siatka sześcianu to 6 kwadratów. Pole siatki jest równe polu powierzchni całkowitej bryły. Przykład: siatka prostopadłościanu 2 na 3 na 5 ma pole .
23.Zliczanie obiektów przez systematyczne wypisywanie
Gdy obiektów o danej własności jest niewiele, wypisujemy je wszystkie w ustalonym porządku (np. rosnąco), żeby żadnego nie pominąć i żadnego nie policzyć dwa razy, a potem liczymy. Przykład 1: liczby dwucyfrowe podzielne przez 7 to 14, 21, 28, 35, 42, 49, 56, 63, 70, 77, 84, 91, 98 - jest ich 13. Przykład 2: liczby dwucyfrowe o sumie cyfr równej 5 wypisujemy według cyfry dziesiątek: 14, 23, 32, 41, 50 - jest ich 5.
24.Zliczanie liczb w zakresie bez wypisywania
Liczb naturalnych od do włącznie jest . Liczb dwucyfrowych (od 10 do 99) jest , a trzycyfrowych . Wielokrotności liczby liczymy, zapisując je jako razy kolejne liczby naturalne i licząc te mnożniki. Przykład: dwucyfrowe liczby podzielne przez 7 to , ..., , więc jest ich . Dwucyfrowe podzielne przez 5: od do , czyli .
25.Reguła mnożenia - zliczanie par elementów
Reguła mnożenia: jeśli pierwszy element pary możemy wybrać na sposobów, a drugi - niezależnie od pierwszego wyboru - na sposobów, to wszystkich par jest . Pary można też wypisać w tabeli o wierszach i kolumnach. Przykład: 3 koszulki i 4 pary spodni dają różnych strojów. Dwa rzuty monetą: wyniki (OO, OR, RO, RR).
26.Reguła mnożenia przy kilku kolejnych wyborach
Gdy wybieramy kolejno kilka elementów, mnożymy liczby możliwości dla każdego wyboru. Trzeba sprawdzić, czy elementy mogą się powtarzać. Przykłady: liczb dwucyfrowych jest (cyfra dziesiątek bez zera - 9 możliwości, cyfra jedności - 10). Liczb dwucyfrowych o różnych cyfrach jest (cyfra jedności dowolna z 10 poza już użytą). Trzycyfrowych kodów z cyfr od 0 do 9, które mogą się powtarzać, jest .
27.Reguła mnożenia - wybór bez powtórzeń i pary bez kolejności
Gdy elementy nie mogą się powtarzać, przy każdym kolejnym wyborze jest o jedną możliwość mniej. Przykład: przewodniczącego i zastępcę spośród 5 osób wybieramy na sposobów. Trzy osoby ustawiamy w kolejce na sposobów. Jeśli kolejność w parze nie ma znaczenia (np. dwuosobowy dyżur), każdą parę policzyliśmy dwa razy, więc wynik dzielimy przez 2: z 5 osób można utworzyć par.
28.Reguła dodawania
Reguła dodawania: jeśli obiekty dzielą się na przypadki, które się wzajemnie wykluczają (żaden obiekt nie należy do dwóch przypadków naraz), to liczby obiektów z poszczególnych przypadków dodajemy. Gdy wybieramy jedną rzecz spośród rzeczy pierwszego rodzaju albo rzeczy drugiego rodzaju, mamy możliwości. Przykład: w sklepie są 4 rodzaje soków i 3 rodzaje wody. Jeden napój można wybrać na sposobów (a zestaw sok i woda - na sposobów).
29.Reguła dodawania i mnożenia - rozważanie kilku przypadków
W trudniejszych zadaniach dzielimy obiekty na rozłączne przypadki, w każdym liczymy regułą mnożenia, a wyniki dodajemy. Przykład: ile jest parzystych liczb dwucyfrowych o różnych cyfrach? Przypadek 1 - cyfra jedności 0: cyfrę dziesiątek wybieramy na 9 sposobów, jest 9 liczb. Przypadek 2 - cyfra jedności 2, 4, 6 lub 8: 4 możliwości, a cyfra dziesiątek różna od zera i od cyfry jedności - 8 możliwości, czyli liczby. Razem . Sprawdzenie: parzystych dwucyfrowych jest 45, odpadają 22, 44, 66, 88.
30.Doświadczenie losowe (rzut monetą, rzut kostką)
Doświadczenie losowe to czynność, której wyniku nie da się przewidzieć, ale można wypisać wszystkie możliwe wyniki. Rzut monetą ma 2 wyniki: orzeł, reszka. Rzut kostką sześcienną ma 6 wyników: 1, 2, 3, 4, 5, 6 oczek. Losowanie jednej kuli z pudełka ma tyle wyników, ile jest kul. W zadaniach szkolnych przyjmujemy, że moneta i kostka są symetryczne, a kule nierozróżnialne w dotyku - każdy wynik jest wtedy jednakowo prawdopodobny. Przykład: losowanie jednej kuli spośród 8 ma 8 wyników.
31.Zdarzenie i wynik sprzyjający
Zdarzenie to to, co może się stać w doświadczeniu losowym - opisujemy je zbiorem wyników. Wynik sprzyjający zdarzeniu to taki wynik doświadczenia, przy którym zdarzenie zachodzi. Przykład: w rzucie kostką zdarzeniu „wypadła liczba oczek większa od 4” sprzyjają 2 wyniki: 5 i 6. Zdarzeniu „wypadła liczba parzysta” sprzyjają 3 wyniki: 2, 4, 6. W losowaniu jednej kuli z pudełka, w którym są 3 kule białe i 5 czarnych, zdarzeniu „wylosowano kulę białą” sprzyjają 3 wyniki z 8.
32.Prawdopodobieństwo zdarzenia
Gdy wszystkie wyniki doświadczenia są jednakowo prawdopodobne, prawdopodobieństwo zdarzenia to liczba wyników sprzyjających podzielona przez liczbę wszystkich wyników: , gdzie - liczba wyników sprzyjających, - liczba wszystkich wyników. Wynik zwykle skracamy. Przykład: rzut kostką, zdarzenie „wypadła liczba pierwsza”. Sprzyjają wyniki 2, 3, 5, więc . Losowanie kuli białej z pudełka z 3 białymi i 5 czarnymi kulami: .
33.Zdarzenie pewne i zdarzenie niemożliwe
Zdarzenie pewne zachodzi przy każdym wyniku doświadczenia - sprzyjają mu wszystkie wyniki, więc jego prawdopodobieństwo jest równe 1. Zdarzenie niemożliwe nie zachodzi przy żadnym wyniku - nie sprzyja mu żaden wynik, więc jego prawdopodobieństwo jest równe 0. Prawdopodobieństwo każdego zdarzenia spełnia warunek . Przykład dla rzutu kostką: „wypadło mniej niż 7 oczek” to zdarzenie pewne, ; „wypadło 8 oczek” to zdarzenie niemożliwe, .
34.Rzut dwiema kostkami - 36 wyników
W rzucie dwiema kostkami wynikiem jest para liczb (liczba oczek na pierwszej kostce, liczba oczek na drugiej kostce). Z reguły mnożenia wszystkich wyników jest i są one jednakowo prawdopodobne. Kostki rozróżniamy, więc (2, 5) i (5, 2) to dwa różne wyniki. Wyniki wygodnie wypisać w tabeli 6 na 6. Przykład: zdarzeniu „na obu kostkach ta sama liczba oczek” sprzyja 6 wyników: (1, 1), (2, 2), (3, 3), (4, 4), (5, 5), (6, 6), więc .
35.Suma oczek w rzucie dwiema kostkami
Suma oczek na dwóch kostkach może być równa od 2 do 12, ale sumy nie są jednakowo prawdopodobne. Liczba wyników dających sumy 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 to odpowiednio 1, 2, 3, 4, 5, 6, 5, 4, 3, 2, 1 (razem 36). Najczęstsza jest suma 7: (1, 6), (2, 5), (3, 4), (4, 3), (5, 2), (6, 1), więc . Suma 8: (2, 6), (3, 5), (4, 4), (5, 3), (6, 2) - 5 wyników, .
36.Losowanie dwóch elementów ze zwracaniem
W losowaniu ze zwracaniem wylosowany element wraca do puli przed drugim losowaniem, więc za drugim razem wybieramy znów spośród wszystkich elementów i ten sam element może trafić się dwa razy. Wszystkich wyników (par uporządkowanych) jest . Przykład: w pudełku są 3 kule białe i 2 czarne, losujemy dwa razy ze zwracaniem. Wszystkich wyników jest , wyników „obie białe” jest , więc . Kule różnych kolorów: wyników, .
37.Losowanie dwóch elementów bez zwracania
W losowaniu bez zwracania wylosowany element nie wraca do puli, więc za drugim razem wybieramy spośród elementów i ten sam element nie może trafić się dwa razy. Wszystkich wyników (par uporządkowanych) jest . Przykład: w pudełku są 3 kule białe i 2 czarne, losujemy dwie kule bez zwracania. Wszystkich wyników jest , wyników „obie białe” jest , więc . Kule różnych kolorów: wyników, .
38.Tabela i diagram słupkowy
Tabela porządkuje dane w wierszach i kolumnach - odczytujemy liczbę na przecięciu właściwego wiersza i kolumny. Diagram słupkowy pokazuje te same dane słupkami: wysokość słupka odczytana ze skali na osi to wartość dla danej kategorii, więc łatwo wskazać wartość największą i najmniejszą. Przed odczytem sprawdzamy, ile wynosi jedna podziałka osi. Przykład: oceny ze sprawdzianu - trójek 4, czwórek 10, piątek 6. Razem uczniów, najwyższy słupek mają czwórki, a dostało je klasy.
39.Diagram kołowy - procenty i kąty
Diagram kołowy pokazuje, jaką częścią całości jest każda kategoria: całe koło to i kąt , a wycinek jest tym większy, im większa część. Jednemu procentowi odpowiada kąt , więc kąt wycinka to liczba procentów razy , a procent to kąt podzielony przez . Przykłady: to (ćwierć koła), to , to . Wycinek o kącie to całości.
40.Wykres w układzie współrzędnych (np. droga w zależności od czasu)
Wykres pokazuje, jak jedna wielkość zmienia się wraz z drugą. Na wykresie drogi w zależności od czasu na osi poziomej jest czas, a na pionowej - przebyta droga. Każdy punkt wykresu odczytujemy jako parę (czas, droga). Odcinek wznoszący się oznacza ruch, odcinek poziomy - postój, a im bardziej stromy odcinek, tym większa prędkość. Przykład: wykres łączy punkty (0, 0), (2, 30), (3, 30) w godzinach i kilometrach. Przez 2 h pokonano 30 km, czyli prędkość to , a między 2. a 3. godziną był postój.
Notatka
Prostopadłościan i sześcian - trzy wymiary, trzy rachunki
Prostopadłościan ma 6 prostokątnych ścian ułożonych w trzy pary, 12 krawędzi (po cztery każdej długości) i 8 wierzchołków. Opisują go trzy wymiary , , , z których liczymy trzy różne wielkości - najpierw trzeba ustalić, o którą pyta zadanie:
- suma długości krawędzi - w jednostkach długości,
- pole powierzchni - w jednostkach kwadratowych,
- objętość - w jednostkach sześciennych.
Dla wymiarów 4 cm, 7 cm i 9 cm: krawędzie mają razem cm; trzy różne ściany mają pola 28, 63 i 36, więc ; objętość to . Częsty błąd to policzenie każdej ściany tylko raz, czyli pominięcie dwójki we wzorze na pole.
Sześcian ma wszystkie krawędzie równe, więc i , a jedna wielkość pozwala odtworzyć pozostałe. Sześcian o polu powierzchni ma , czyli krawędź 7 cm i objętość .
Przekątną ściany liczymy z twierdzenia Pitagorasa z dwóch krawędzi tej ściany. Prostopadłościan 4, 7, 9 ma trzy różne przekątne ścian: , i . Najdłuższa leży na ścianie o dwóch najdłuższych krawędziach. W sześcianie każda ściana jest kwadratem, więc przekątna ściany ma , np. przy krawędzi 7.
Przed mnożeniem wymiary muszą być w tej samej jednostce. Akwarium o wymiarach 5 dm, 3 dm i 40 cm ma trzeci wymiar 4 dm, więc , czyli 60 litrów, bo to 1 litr.
Graniastosłup prosty - budowa, rodzaje, siatka
Graniastosłup prosty ma dwie przystające podstawy leżące w płaszczyznach równoległych i ściany boczne będące prostokątami. Krawędzie boczne są prostopadłe do podstaw, dlatego każda ma długość równą wysokości bryły. Nazwę bierzemy od wielokąta w podstawie.
O rodzaju decyduje podstawa:
- graniastosłup prawidłowy - podstawą jest wielokąt foremny (trójkąt równoboczny, kwadrat, sześciokąt foremny), a ściany boczne są przystającymi prostokątami,
- graniastosłup prosty, który nie jest prawidłowy - podstawa nie jest wielokątem foremnym, np. jest trójkątem prostokątnym, trapezem, rombem innym niż kwadrat albo prostokątem o różnych bokach; ściany boczne mogą mieć wtedy różne szerokości, bo każda ma boki: jeden bok podstawy i .
Same równe boki podstawy nie wystarczą: wielokąt foremny ma też równe kąty, dlatego graniastosłup o podstawie rombu innego niż kwadrat nie jest prawidłowy.
Graniastosłup n-kątny ma ścian, krawędzi (po w każdej podstawie i bocznych) oraz wierzchołków. Ośmiokątny ma więc 10 ścian, 24 krawędzie i 16 wierzchołków. Liczenie wstecz: 27 krawędzi oznacza , czyli , a taki graniastosłup ma 11 ścian i 18 wierzchołków. Kontrola: liczba wierzchołków plus liczba ścian to liczba krawędzi plus 2, tutaj .
Suma długości krawędzi to dwa obwody podstawy i wysokości. Graniastosłup prawidłowy czworokątny o krawędzi podstawy 5 i wysokości 12 ma .
Siatka graniastosłupa prostego n-kątnego składa się z 2 podstaw i prostokątów. Prostokąty ścian bocznych ułożone obok siebie tworzą pas - prostokąt o bokach równych obwodowi podstawy i - stąd pole boczne to obwód podstawy razy . Pole siatki jest równe polu powierzchni całkowitej bryły.
Pole powierzchni i objętość graniastosłupa - plan rachunku
Dla graniastosłupa prostego wystarczają dwa wzory: oraz , przy czym pole boczne to obwód podstawy razy . Cała trudność leży w podstawie - potrzebne są jej pole i obwód. Plan:
- rozpoznaj figurę w podstawie i policz jej wzorem,
- wyznacz brakujące boki podstawy (często z twierdzenia Pitagorasa) i obwód,
- policz , a potem złóż i .
Podstawa - trójkąt prostokątny o przyprostokątnych 7 i 24, . Przeciwprostokątna: . Dalej , obwód , , , .
Podstawa - trapez prostokątny o podstawach 14 i 5 oraz wysokości 12, . Pochyłe ramię trapezu jest przeciwprostokątną trójkąta o przyprostokątnych i 12, więc ma . Dalej , obwód , , , .
Ważne
Przy trójkącie albo trapezie w podstawie pojawiają się dwie wysokości: wysokość figury w podstawie (potrzebna do ) i wysokość bryły (potrzebna do i ). Nie wolno ich zamieniać.
W graniastosłupie prawidłowym o krawędzi podstawy pole boczne to , a pole podstawy: trójkątnej , czworokątnej , sześciokątnej . Trójkątny o i ma , , i . Takiej sumy nie da się uprościć - liczba z pierwiastkiem i liczba bez pierwiastka zostają osobno.
Pole podajemy w jednostkach kwadratowych, objętość w sześciennych.
Ostrosłup - budowa, dwie wysokości, rodzaje
Ostrosłup ma jedną podstawę - wielokąt - oraz ściany boczne, które są trójkątami o wspólnym wierzchołku, zwanym wierzchołkiem ostrosłupa. Ostrosłup n-kątny ma ścian, krawędzi ( w podstawie i bocznych) oraz wierzchołków. Siedmiokątny ma 8 ścian, 14 krawędzi i 8 wierzchołków; z kolei 20 krawędzi oznacza , czyli 11 ścian i 11 wierzchołków. Siatka ostrosłupa to podstawa i trójkątów.
W ostrosłupie występują dwie różne wysokości:
- wysokość ostrosłupa - odcinek łączący wierzchołek ostrosłupa z płaszczyzną podstawy, prostopadły do tej płaszczyzny; jego koniec w płaszczyźnie podstawy to spodek wysokości,
- wysokość ściany bocznej - wysokość trójkąta będącego ścianą boczną, poprowadzona z wierzchołka ostrosłupa do krawędzi podstawy.
W ostrosłupie prawidłowym czworokątnym o krawędzi podstawy odcinki , i tworzą trójkąt prostokątny, w którym jest przeciwprostokątną: . Dla i jest . Wstecz: przy i wysokość ostrosłupa to . W takim ostrosłupie jest dłuższe od .
Rodzaje:
- ostrosłup prawidłowy - podstawa jest wielokątem foremnym, a spodek wysokości leży w jej środku; krawędzie boczne są wtedy równe, a ściany boczne to przystające trójkąty równoramienne,
- czworościan foremny - ostrosłup trójkątny, którego wszystkie 4 ściany są trójkątami równobocznymi, a 6 krawędzi ma tę samą długość,
- ostrosłup, który nie jest prawidłowy - podstawa nie jest foremna albo spodek wysokości nie leży w środku podstawy (np. leży w jej wierzchołku albo w środku boku); ściany boczne mogą być wtedy różnymi trójkątami.
Gdy spodek wysokości leży w wierzchołku podstawy, wysokością ostrosłupa jest krawędź boczna wychodząca z tego wierzchołka.
Pole powierzchni i objętość ostrosłupa
Ostrosłup ma jedną podstawę, więc , gdzie to suma pól trójkątnych ścian bocznych. Objętość to - trzy razy mniej niż objętość graniastosłupa o takiej samej podstawie i takiej samej wysokości. Graniastosłup o objętości i ostrosłup o tej samej podstawie i wysokości: ostrosłup ma .
Każda z dwóch wysokości służy do czego innego:
- wysokość ściany bocznej - do pola ściany: ,
- wysokość ostrosłupa - do objętości.
Jeśli w ostrosłupie prawidłowym zadanie podaje tylko jedną z nich i krawędź podstawy, drugą wyznaczamy z twierdzenia Pitagorasa.
Ostrosłup prawidłowy czworokątny o krawędzi podstawy 14, i : , , , a .
W ostrosłupie prawidłowym trójkątnym podstawa ma pole , a trzy ściany boczne razem . Czworościan foremny o krawędzi to cztery trójkąty równoboczne: , dla krawędzi 8 jest to .
W ostrosłupie, który nie jest prawidłowy, pola ścian bocznych liczymy osobno, a objętość tym samym wzorem. Wysokość wyznaczamy zwykle z trójkąta prostokątnego o bokach: , krawędź boczna i odcinek w podstawie od spodka wysokości do wierzchołka podstawy. Podstawa to prostokąt 12 na 11, spodek wysokości leży w środku boku długości 12, a krawędź boczna wychodząca z końca tego boku ma długość 10. Wtedy , i .
Ważne
We wzorze na objętość występuje wysokość ostrosłupa , a nie wysokość ściany bocznej . Drugi częsty błąd to pominięcie czynnika .
Zliczanie - wypisywanie, reguła mnożenia i reguła dodawania
Gdy obiektów jest niewiele, wypisujemy je w ustalonym porządku, żeby żadnego nie zgubić i nie powtórzyć. Liczby dwucyfrowe o iloczynie cyfr równym 12, ułożone według cyfry dziesiątek: 26, 34, 43, 62 - są cztery.
Dłuższe listy liczymy bez wypisywania. Liczb naturalnych od do włącznie jest : od 37 do 112 jest ich . Wielokrotności zapisujemy jako iloczyny i liczymy mnożniki: dwucyfrowe liczby podzielne przez 8 to , ..., , więc jest ich . Zapomnienie o dodaniu jedynki gubi jedną z liczb krańcowych.
Reguła mnożenia dotyczy wyborów wykonywanych kolejno, gdy liczba możliwości drugiego wyboru nie zależy od wyniku pierwszego: liczby możliwości mnożymy. Deser z jednego z 6 smaków lodów i jednej z 3 polew można złożyć na 18 sposobów. Przy kilku wyborach trzeba ustalić, czy elementy mogą się powtarzać i czy kolejność ma znaczenie:
- z powtórzeniami: trzyliterowych kodów z liter A i B jest ,
- bez powtórzeń: kapitana i jego zastępcę z 9 zawodników wybieramy na sposoby,
- bez znaczenia kolejności: dwuosobowych par z tych 9 zawodników jest , bo każdą parę policzono dwa razy.
Reguła dodawania dotyczy przypadków, które się wykluczają: liczby możliwości dodajemy. Jeden deser spośród 5 ciast albo 7 rodzajów lodów wybieramy na 12 sposobów, a zestaw ciasto i lody - na 35.
Trudniejsze zadania łączą obie reguły: dzielimy obiekty na rozłączne przypadki, w każdym mnożymy, wyniki dodajemy. Ile jest liczb dwucyfrowych podzielnych przez 5 o różnych cyfrach? Cyfra jedności 0: cyfra dziesiątek dowolna z dziewięciu, 9 liczb. Cyfra jedności 5: cyfra dziesiątek różna od 0 i od 5, 8 liczb. Razem 17. Kontrola: dwucyfrowych liczb podzielnych przez 5 jest 18, a odpada tylko 55.
Zapamiętaj
Wybory łączone słowem „i” mnożymy, a rozłączne przypadki łączone słowem „albo” dodajemy.
Prawdopodobieństwo - od listy wyników do ułamka
Doświadczenie losowe ma wynik, którego nie da się przewidzieć, ale wszystkie możliwe wyniki można wypisać. Zdarzenie opisujemy zbiorem wyników, a wynik sprzyjający to taki, przy którym zdarzenie zachodzi. Jeśli wszystkie wyniki są jednakowo prawdopodobne, to : wyników sprzyjających przez wszystkich wyników. Kolejność pracy: policz wszystkie wyniki, policz sprzyjające, skróć ułamek.
- Rzut kostką, liczba oczek jest dzielnikiem liczby 6: sprzyjają 1, 2, 3, 6, więc .
- W pudełku jest 7 kul żółtych, 9 fioletowych i 4 szare; kula nie jest fioletowa: .
- Dwa rzuty monetą mają wyniki OO, OR, RO, RR; dokładnie jeden orzeł: .
Prawdopodobieństwo jest liczbą od 0 do 1. Zdarzenie pewne ma prawdopodobieństwo 1 (suma oczek na dwóch kostkach jest większa od 1), a zdarzenie niemożliwe - 0 (suma oczek na dwóch kostkach jest równa 13).
Rzut dwiema kostkami ma 36 wyników - par uporządkowanych, w których (2, 5) i (5, 2) to różne wyniki. Sumę oczek równą 4 dają (1, 3), (2, 2), (3, 1), więc . Zdarzenie „na pierwszej kostce wypadło więcej oczek niż na drugiej”: z 36 wyników odpada 6 par jednakowych liczb, a pozostałe 30 dzieli się po połowie, stąd .
Przy losowaniu dwóch elementów liczba wyników zależy od tego, czy pierwszy wraca do puli. W pudełku są 4 kule zielone i 3 niebieskie:
- ze zwracaniem - za drugim razem znów 7 kul, razem 49 wyników; obie zielone: ,
- bez zwracania - za drugim razem 6 kul, razem 42 wyniki; obie zielone: .
Przykład
Kule różnych kolorów to zielona i niebieska albo niebieska i zielona, czyli wyniki: ze zwracaniem , bez zwracania .
Tabele, diagramy i wykresy - jak czytać dane
Odczyt zaczynamy od opisu: tytułu, podpisów osi, jednostek, legendy i wartości jednej podziałki. W tabeli szukaną liczbę znajdujemy na przecięciu właściwego wiersza i kolumny.
Czterdziestu uczniów zapytano o ulubiony owoc: jabłka wybrały 22 osoby, truskawki 12, banany 4, gruszki 2. Na diagramie słupkowym każda kategoria ma słupek o wysokości równej tej liczbie, więc od razu widać wartość największą i najmniejszą oraz różnice: jabłka wybrało o 10 osób więcej niż truskawki.
Diagram kołowy pokazuje udział każdej kategorii w całości. Całe koło to i , więc jednemu procentowi odpowiada . Najpierw liczymy procent: jabłka to , a potem kąt wycinka: . W drugą stronę: wycinek o kącie to całości, czyli 2 osoby z 40 - gruszki.
Diagram słupkowy wygodniej pokazuje wartości i różnice, kołowy - części całości. Z samych procentów nie odczytamy liczby osób, dopóki nie znamy liczby wszystkich badanych.
Na wykresie w układzie współrzędnych każdy punkt to para liczb odczytana z obu osi. Na wykresie drogi w zależności od czasu oś pozioma pokazuje czas, a pionowa - przebytą drogę:
- odcinek wznoszący się oznacza ruch,
- odcinek poziomy oznacza postój,
- im bardziej stromy odcinek, tym większa prędkość.
Prędkość na danym odcinku to przyrost drogi podzielony przez przyrost czasu. Wykres wędrówki łączy punkty (0, 0), (1, 5), (3, 9), (4, 9), (6, 17), w godzinach i kilometrach. W pierwszej godzinie prędkość wynosiła ; przez kolejne 2 h droga wzrosła o 4 km, czyli ; między 3. a 4. godziną był postój; w ostatnich 2 h przybyło 8 km, czyli .
Typowe błędy: podzielenie współrzędnych jednego punktu zamiast przyrostów oraz odczyt słupka bez sprawdzenia, ile wynosi podziałka osi.
Quizy w tym zestawie
50 pytań w 5 etapach
Odblokujesz je po dodaniu zestawu.
Sprawdzian do druku
Arkusz PDF z kluczem, punktacją i oceną
Pierwsze podejście. Klucz z punktacją i oceną jest na ostatniej stronie.
Pobierz sprawdzian (PDF)Znasz kogoś z klasy, komu się przyda? Podziel się zestawem
Podobne zestawy
24 fiszki uczy się 3
12 fiszek uczy się 20
6 fiszek uczy się 9
20 fiszek uczy się 1
8 fiszek uczy się 18
9 fiszek uczy się 7
