حلول الأسئلة

السؤال

إذا كانت المساحة الكلية المتوازي المستطيلات = 724 cm 2 ومساحة قاعدته = 132 cm 2 ومساحة أحد أوجهه الجانبية = 110 cm 2 جد أبعاده وحجمه.

الشكل

الحل

المعطيات:

  • متوازي المستطيلات.
  • مساحته الكلية = 724 cm 2 ، ومساحة أحد أوجهه الأربعة = 110 cm 2 ومساحة القاعدة = 132 cm 2

المطلوب إثباته: إيجاد أبعاده وحجمه

البرهان:

  • x = طول قاعدة متوازي المستطيلات.
  • y = عرض قاعدته.
  • h = ارتفاعه.

المساحة الكلية لمتوازي المستطيلات = المساحة الجانبية + (2) (مساحة القاعدة).

L . A = 2 ( x + y ) ( h ) + 2 x y [ 724 = 2 x h + 2 y h + 2 x y ] ÷ 2 362 = x h + y h + x y x y = 132   ,   y h = 110 362 = x h + 110 + 132 362 = x h + 242 x h = 362 242 = 120 x h = 120 x = 120 h . ( 1 ) y h = 110 y = 110 h . ( 2 ) x y = 132 120 h 110 h = 132 13200 h 2 = 132 132 h 2 = 13200 h 2 = 13200 132 = 100 h 2 = 100 h = 10 cm x = 120 h = 120 10 = 12 cm y = 110 h = 110 10 = 11 cm

حجم متوازي المستطيلات = الطول × العرض × الارتفاع = x   y   h

v = ( 12 ) ( 11 ) ( 10 ) = 1320 cm 3

مشاركة الحل

تمارين (3-6)

(1)- إذا كانت المساحة الكلية المتوازي المستطيلات = 724cm2 ومساحة قاعدته = 132cm2 ومساحة أحد أوجهه الجانبية = 110cm2 جد أبعاده وحجمه.

الشكل

المعطيات:

  • متوازي المستطيلات.
  • مساحته الكلية = 724cm2، ومساحة أحد أوجهه الأربعة = 110cm2 ومساحة القاعدة = 132cm2

المطلوب إثباته: إيجاد أبعاده وحجمه

البرهان:

  • x = طول قاعدة متوازي المستطيلات.
  • y = عرض قاعدته.
  • h = ارتفاعه.

المساحة الكلية لمتوازي المستطيلات = المساحة الجانبية + (2) (مساحة القاعدة).

L.A=2(x+y)(h)+2xy[724=2xh+2yh+2xy]÷2362=xh+yh+xyxy=132 , yh=110362=xh+110+132362=xh+242xh=362242=120xh=120x=120h.(1)yh=110y=110h.(2)xy=132120h110h=13213200h2=132132h2=13200h2=13200132=100h2=100h=10cmx=120h=12010=12cmy=110h=11010=11cm

حجم متوازي المستطيلات = الطول × العرض × الارتفاع = x y h

v=(12)(11)(10)=1320cm3

(2)- أسطوانة دائرية قائمة مساحتها الجانبية 400πcm2 وحجمها 2000πcm2 أوجد ارتفاعها ونصف قطر قاعدتها.

  • المعطيات: المساحة الجانبية = 400πcm2، الحجم = 2000πcm2
  • المطلوب إثباته: إيجاد نصف قطر r، الارتفاع h
  • البرهان: حجم الاسطوانة = مساحة القاعدة × الارتفاع.

v=πr2h2000π=r2πh(÷π)r2h=2000h=2000r21

المساحة الجانبية = محيط القاعدة × الارتفاع.

L.A=2rπh400π=2rπh(÷2π)400π=2πr2000r2400=4000r400r=4000r=4000400=10cmh=2000r2h=2000100=20cm

(3)- برهن على أن حجم ذو الوجوه الأربعة المنتظم والذي طول حرفه = l هو 2l312 وحدة مكعبة.

الشكل

المعطيات: ADBC ذو الوجوه الأربعة المنتظم طول كل حرف من أحرفه = l

المطلوب إثباته:

v=2l312

البرهان: نرسم AGBC , DFBC وتلتقي في E.

  • (المستوي الواحد يمكن رسم مستقيم وحيد عمودي على مستقيم معلوم من نقطة معلومة).
  • AG ينصف زاوية A.
  • DB ينصف زاوية AC (العمود النازل من رأس مثلث متساوي الساقين على القاعدة ينصفها وينصف زاوية الرأس).
  • لتكن E منتصفات الأعمدة (الأعمدة المنصفة لأضلاع مثلث متساوي الساقين تلتقي في نقطة واحدة).
  • EF(ABC) (يمكن رسم مستقيم وحيد على مستو معلوم من نقطة معلومة).
  • EFEA (المستقيم العمودي على مستوي يكون عمودياً على جميع المستقيمات المرسومة من أثره ضمن ذلك المستوي).

في AED القائم الزاوية في D:

cos30=12lAE32=12lAEAE=l3

في AFE القائم الزاوية في E وحسب مبرهنة فيثاغورس:

l2=h2+(l3)2l2=h2+l23h2=l2l23h2=23l2h=23l

مساحة القاعدة المثلثة متساوية الأضلاع = 34l2

حجم الهرم = 13 مساحة القاعدة × الارتفاع.

v=13(34l2)(23l)=212l3   مكعبة وحدة

ملاحظة: مساحة قاعدة الهرم = مساحة مثلث متساوي الأضلاع = 34l2 حيث l طول الحرف للهرم.

(4)- مخروط دائري قائم مر برأسه مستوي فقطع قاعدته بقطعة مستقيم تبعد عن مركز القاعدة بمقدار 8cm فإذا كانت مساحة القطع = 102cm2 وارتفاعه 15cm.

احسب حجمه ومساحته الجانبية ومساحته الكلية.

الشكل

المعطيات:

  • مخروط دائري قائم مركزه E قطعه المستوى ABC بحيث EDBCEED=8cm
  • مساحة المقطع 102cm2=ABC، ارتفاع المخروط = 15cm

المطلوب إثباته: إيجاد حجم المخروط ومساحته الجانبية والسطحية.

البرهان: نرسم AEالدائرة BC محتوى في الدائرة، EDBC معطى.

  • ADBC (مبرهنة الأعمدة الثلاثة).
  • AEED (المستقيم العمودي على مستوي يكون عمودياً على جميع المستقيمات المرسومة من أثره).
  • في المثلث ADE القائم الزاوية في D (المستقيم العمودي على مستوي يكون عمودياً على جميع المستقيمات المرسومة من أثره ضمن ذلك المستوي).
  • في المثلث ADE القائم الزاوية في E (وحسب مبرهنة فيثاغورس).
  • (AD)2=(AE)2+(ED)2(AD)2=(15)2+(8)2=225+64(AD)2=289AD=17cm
  • مساحة (المقطع) المثلث ABC = 12 × القاعدة × الارتفاع.
  • 102=12×BC×AD102=12×BC×17BC=12cm
  • في المثلث EDB القائم الزاوية في D (وحسب مبرهنة فيثاغورس).
  • (EB)2=(ED)2+(BD)2(EB)2=64+36(EB)2=100EB=10cm
  • اي أن نصف قطر قاعدة المخروط = 10cm
  • في المثلث AEB القائم الزاوية في E (وحسب مبرهنة فيثاغورس).
  • (AB)2=(AE)2+(EB)2(AB)2=225+100(AB)2=325AB=513cm
  • حيث يمثل الضلع AB طول الحرف الجانبي (المولد) للمخروط.
  • المساحة الجانبية للمخروط = 12 محيط القاعدة × طول المولد.
  • LA=12(2)(10)π(513)=5013πcm2
  • المساحة الكلية للمخروط = المساحة الجانبية + مساحة القاعدة.
  • TA=5013π+(10)2π=50π(13+2)cm2
  • حجم المخروط = 13 مساحة القاعدة × الارتفاع.
  • v=13(10)2π(15)=500πcm3

(5)- إذا علمت أن يمكن رسم كرة خارج ذي الوجود الأربعة المنتظم برهن أن نصف قطر الكرة = 34 الارتفاع.

الشكل

المعطيات:

  • ABCD هرم ذو الوجود الأربعة مرسوم داخل دائرة مركزها E ونصف قطرها AE
  • رسمت الكرة التي مركزها C خارج ذي الوجوه الأربعة المنتظم.

المطلوب إثباته:

AE=34AF

البرهان: نرسم AF(BCD) (يمكن رسم مستقيم وحيد عمودي على مستو معلوم من نقطة معلومة).

نصل ED,EC,EB أصبحت لدينا الأهرامات التي رؤوسها E وقواعدها المتساوية بالمساحة هي:

(BCD),(ACD),(ABC),(ABD) (الوجوه الأربعة في ذي الوجوه الأربعة تكون متساوية).

قسم الهرم الأصلي إلى أربع أهرامات من ذي الوجود الأربعة متساوية بالحجم وهي:

(EBCD),(EACD),(EABC),(EABD)

(يتساوى حجما شكلين إذا تطابقت قاعدتيهما وتساوي ارتفاعها)

حجم الهرم الأصلي = 4 × حجم الهرم الصغير

حجم الهرم الكبير = 4 × EBCD

13(BCD)(AF)=4(13)(BCD)(EF)AF=4(EF)AF=4(AFAE)AF=4AF4AE4AE=3AFAE=34AF

مشاركة الدرس

السؤال

إذا كانت المساحة الكلية المتوازي المستطيلات = 724 cm 2 ومساحة قاعدته = 132 cm 2 ومساحة أحد أوجهه الجانبية = 110 cm 2 جد أبعاده وحجمه.

الشكل

الحل

المعطيات:

  • متوازي المستطيلات.
  • مساحته الكلية = 724 cm 2 ، ومساحة أحد أوجهه الأربعة = 110 cm 2 ومساحة القاعدة = 132 cm 2

المطلوب إثباته: إيجاد أبعاده وحجمه

البرهان:

  • x = طول قاعدة متوازي المستطيلات.
  • y = عرض قاعدته.
  • h = ارتفاعه.

المساحة الكلية لمتوازي المستطيلات = المساحة الجانبية + (2) (مساحة القاعدة).

L . A = 2 ( x + y ) ( h ) + 2 x y [ 724 = 2 x h + 2 y h + 2 x y ] ÷ 2 362 = x h + y h + x y x y = 132   ,   y h = 110 362 = x h + 110 + 132 362 = x h + 242 x h = 362 242 = 120 x h = 120 x = 120 h . ( 1 ) y h = 110 y = 110 h . ( 2 ) x y = 132 120 h 110 h = 132 13200 h 2 = 132 132 h 2 = 13200 h 2 = 13200 132 = 100 h 2 = 100 h = 10 cm x = 120 h = 120 10 = 12 cm y = 110 h = 110 10 = 11 cm

حجم متوازي المستطيلات = الطول × العرض × الارتفاع = x   y   h

v = ( 12 ) ( 11 ) ( 10 ) = 1320 cm 3

تمارين (3-6)

(1)- إذا كانت المساحة الكلية المتوازي المستطيلات = 724cm2 ومساحة قاعدته = 132cm2 ومساحة أحد أوجهه الجانبية = 110cm2 جد أبعاده وحجمه.

الشكل

المعطيات:

  • متوازي المستطيلات.
  • مساحته الكلية = 724cm2، ومساحة أحد أوجهه الأربعة = 110cm2 ومساحة القاعدة = 132cm2

المطلوب إثباته: إيجاد أبعاده وحجمه

البرهان:

  • x = طول قاعدة متوازي المستطيلات.
  • y = عرض قاعدته.
  • h = ارتفاعه.

المساحة الكلية لمتوازي المستطيلات = المساحة الجانبية + (2) (مساحة القاعدة).

L.A=2(x+y)(h)+2xy[724=2xh+2yh+2xy]÷2362=xh+yh+xyxy=132 , yh=110362=xh+110+132362=xh+242xh=362242=120xh=120x=120h.(1)yh=110y=110h.(2)xy=132120h110h=13213200h2=132132h2=13200h2=13200132=100h2=100h=10cmx=120h=12010=12cmy=110h=11010=11cm

حجم متوازي المستطيلات = الطول × العرض × الارتفاع = x y h

v=(12)(11)(10)=1320cm3

(2)- أسطوانة دائرية قائمة مساحتها الجانبية 400πcm2 وحجمها 2000πcm2 أوجد ارتفاعها ونصف قطر قاعدتها.

  • المعطيات: المساحة الجانبية = 400πcm2، الحجم = 2000πcm2
  • المطلوب إثباته: إيجاد نصف قطر r، الارتفاع h
  • البرهان: حجم الاسطوانة = مساحة القاعدة × الارتفاع.

v=πr2h2000π=r2πh(÷π)r2h=2000h=2000r21

المساحة الجانبية = محيط القاعدة × الارتفاع.

L.A=2rπh400π=2rπh(÷2π)400π=2πr2000r2400=4000r400r=4000r=4000400=10cmh=2000r2h=2000100=20cm

(3)- برهن على أن حجم ذو الوجوه الأربعة المنتظم والذي طول حرفه = l هو 2l312 وحدة مكعبة.

الشكل

المعطيات: ADBC ذو الوجوه الأربعة المنتظم طول كل حرف من أحرفه = l

المطلوب إثباته:

v=2l312

البرهان: نرسم AGBC , DFBC وتلتقي في E.

  • (المستوي الواحد يمكن رسم مستقيم وحيد عمودي على مستقيم معلوم من نقطة معلومة).
  • AG ينصف زاوية A.
  • DB ينصف زاوية AC (العمود النازل من رأس مثلث متساوي الساقين على القاعدة ينصفها وينصف زاوية الرأس).
  • لتكن E منتصفات الأعمدة (الأعمدة المنصفة لأضلاع مثلث متساوي الساقين تلتقي في نقطة واحدة).
  • EF(ABC) (يمكن رسم مستقيم وحيد على مستو معلوم من نقطة معلومة).
  • EFEA (المستقيم العمودي على مستوي يكون عمودياً على جميع المستقيمات المرسومة من أثره ضمن ذلك المستوي).

في AED القائم الزاوية في D:

cos30=12lAE32=12lAEAE=l3

في AFE القائم الزاوية في E وحسب مبرهنة فيثاغورس:

l2=h2+(l3)2l2=h2+l23h2=l2l23h2=23l2h=23l

مساحة القاعدة المثلثة متساوية الأضلاع = 34l2

حجم الهرم = 13 مساحة القاعدة × الارتفاع.

v=13(34l2)(23l)=212l3   مكعبة وحدة

ملاحظة: مساحة قاعدة الهرم = مساحة مثلث متساوي الأضلاع = 34l2 حيث l طول الحرف للهرم.

(4)- مخروط دائري قائم مر برأسه مستوي فقطع قاعدته بقطعة مستقيم تبعد عن مركز القاعدة بمقدار 8cm فإذا كانت مساحة القطع = 102cm2 وارتفاعه 15cm.

احسب حجمه ومساحته الجانبية ومساحته الكلية.

الشكل

المعطيات:

  • مخروط دائري قائم مركزه E قطعه المستوى ABC بحيث EDBCEED=8cm
  • مساحة المقطع 102cm2=ABC، ارتفاع المخروط = 15cm

المطلوب إثباته: إيجاد حجم المخروط ومساحته الجانبية والسطحية.

البرهان: نرسم AEالدائرة BC محتوى في الدائرة، EDBC معطى.

  • ADBC (مبرهنة الأعمدة الثلاثة).
  • AEED (المستقيم العمودي على مستوي يكون عمودياً على جميع المستقيمات المرسومة من أثره).
  • في المثلث ADE القائم الزاوية في D (المستقيم العمودي على مستوي يكون عمودياً على جميع المستقيمات المرسومة من أثره ضمن ذلك المستوي).
  • في المثلث ADE القائم الزاوية في E (وحسب مبرهنة فيثاغورس).
  • (AD)2=(AE)2+(ED)2(AD)2=(15)2+(8)2=225+64(AD)2=289AD=17cm
  • مساحة (المقطع) المثلث ABC = 12 × القاعدة × الارتفاع.
  • 102=12×BC×AD102=12×BC×17BC=12cm
  • في المثلث EDB القائم الزاوية في D (وحسب مبرهنة فيثاغورس).
  • (EB)2=(ED)2+(BD)2(EB)2=64+36(EB)2=100EB=10cm
  • اي أن نصف قطر قاعدة المخروط = 10cm
  • في المثلث AEB القائم الزاوية في E (وحسب مبرهنة فيثاغورس).
  • (AB)2=(AE)2+(EB)2(AB)2=225+100(AB)2=325AB=513cm
  • حيث يمثل الضلع AB طول الحرف الجانبي (المولد) للمخروط.
  • المساحة الجانبية للمخروط = 12 محيط القاعدة × طول المولد.
  • LA=12(2)(10)π(513)=5013πcm2
  • المساحة الكلية للمخروط = المساحة الجانبية + مساحة القاعدة.
  • TA=5013π+(10)2π=50π(13+2)cm2
  • حجم المخروط = 13 مساحة القاعدة × الارتفاع.
  • v=13(10)2π(15)=500πcm3

(5)- إذا علمت أن يمكن رسم كرة خارج ذي الوجود الأربعة المنتظم برهن أن نصف قطر الكرة = 34 الارتفاع.

الشكل

المعطيات:

  • ABCD هرم ذو الوجود الأربعة مرسوم داخل دائرة مركزها E ونصف قطرها AE
  • رسمت الكرة التي مركزها C خارج ذي الوجوه الأربعة المنتظم.

المطلوب إثباته:

AE=34AF

البرهان: نرسم AF(BCD) (يمكن رسم مستقيم وحيد عمودي على مستو معلوم من نقطة معلومة).

نصل ED,EC,EB أصبحت لدينا الأهرامات التي رؤوسها E وقواعدها المتساوية بالمساحة هي:

(BCD),(ACD),(ABC),(ABD) (الوجوه الأربعة في ذي الوجوه الأربعة تكون متساوية).

قسم الهرم الأصلي إلى أربع أهرامات من ذي الوجود الأربعة متساوية بالحجم وهي:

(EBCD),(EACD),(EABC),(EABD)

(يتساوى حجما شكلين إذا تطابقت قاعدتيهما وتساوي ارتفاعها)

حجم الهرم الأصلي = 4 × حجم الهرم الصغير

حجم الهرم الكبير = 4 × EBCD

13(BCD)(AF)=4(13)(BCD)(EF)AF=4(EF)AF=4(AFAE)AF=4AF4AE4AE=3AFAE=34AF