ÎNĂLȚIMEA PIRAMIDEI unde cade piciorul și cum o calculezi - EXERCIȚII REZOLVATE (clasa a VIII-a)

Echipa Școala Virtuală · materie predată pe video de prof. Alexandra Pavel · publicat

Înălțimea piramidei este segmentul perpendicular dus din vârf pe planul bazei, iar lungimea lui o afli aproape mereu dintr-un triunghi dreptunghic, cu teorema lui Pitagora. Pasul greu este să știi unde cade piciorul înălțimii. Mai jos găsești regula pentru fiecare tip de piramidă, pe scurt înălțimea conului, a prismei și a trunchiurilor și 9 exerciții rezolvate pas cu pas, cele mai multe pe piramidă, de la ușor la greu.

Unde cade înălțimea și cum o calculezi

Înălțimea unei piramide este segmentul VO dus din vârful V perpendicular pe planul bazei, cu O în planul bazei. Lungimea lui este distanța de la vârf la planul bazei. Pentru că VO este perpendiculară pe plan, ea face unghi drept cu orice dreaptă din bază care trece prin O: de aici vin toate triunghiurile dreptunghice din exerciții.

Piramida patrulateră regulată VABCD cu înălțimea VO, unde O este centrul bazei, M mijlocul lui BC și triunghiurile dreptunghice VOA și VOMABCDVOMh
Înălțimea VO este perpendiculară pe OA și pe OM. În VOA lucrezi cu muchia laterală, în VOM cu apotema.

Unde cade piciorul înălțimii:

  • piramida regulată: în centrul bazei (la triunghiul echilateral, punctul de intersecție a medianelor; la pătrat, intersecția diagonalelor; la hexagonul regulat, centrul lui);
  • piramida cu toate muchiile laterale egale: în centrul cercului circumscris bazei (la dreptunghi, intersecția diagonalelor; la triunghiul dreptunghic, mijlocul ipotenuzei);
  • piramida cu o muchie laterală perpendiculară pe bază: chiar în vârful bazei de care se sprijină muchia, iar muchia aceea este înălțimea.

Cele două triunghiuri dreptunghice ale piramidei regulate. Dacă R=OA este raza cercului circumscris bazei și ab=OM este apotema bazei (M mijlocul unei laturi), atunci, cu VA muchia laterală și VM apotema piramidei:

VO2=VA2−R2

VO2=VM2−ab2

Reține razele și apotemele: la triunghiul echilateral R= l33 și ab= l36; la pătrat R= l22 și ab=l2; la hexagonul regulat R=l și ab= l32.

Conul. Înălțimea VO unește vârful cu centrul bazei. În triunghiul dreptunghic cu raza R și generatoarea G: h2=G2−R2.

Prisma dreaptă și cilindrul. Înălțimea este distanța dintre planele celor două baze. La prisma dreaptă este egală cu muchia laterală, iar la cilindru cu generatoarea.

Trunchiurile. Înălțimea este distanța dintre planele bazelor, OO′, unde O și O′ sunt centrele bazelor. O afli în trapezul dreptunghic OAA′O′ (cu muchia laterală) sau OMM′O′ (cu apotema trunchiului): cobori din A′ perpendiculara pe OA și aplici Pitagora, cu cateta orizontală egală cu diferența R−r. La trunchiul de con, la fel: h2= G2−(R−r)2.

Exerciții rezolvate : înălțimea piramidei

Încearcă întâi singur, apoi deschide rezolvarea și compară pașii.

EXERCIȚIUL 1Piramida patrulateră regulată, din muchia lateralăușor

Piramida patrulateră regulată VABCD are latura bazei AB=8 cm și muchia laterală de 9 cm. Calculează înălțimea piramidei.

Exercițiul 1: piramida patrulateră regulată VABCD cu latura bazei AB = 8 cm, muchia laterală de 9 cm și O centrul bazeiABCDVO8 cm9 cm
Rezolvare pas cu pas
  1. Piramida este regulată, deci piciorul înălțimii este centrul O al pătratului, adică punctul de intersecție a diagonalelor.
  2. Diagonala pătratului: AC=82 cm, deci OA= AC2= 42 cm.
  3. VO este perpendiculară pe planul bazei, deci VO⟂OA: triunghiul VOA este dreptunghic în O, cu ipotenuza VA=9 cm.
  4. VO2= VA2−OA2= 81−32= 49, deci VO=7 cm.

Răspuns: VO=7 cm

EXERCIȚIUL 2Piramida triunghiulară regulată: piciorul în centrul triunghiuluiușor

Piramida triunghiulară regulată VABC are latura bazei de 12 cm și muchia laterală de 8 cm. Calculează înălțimea piramidei.

Exercițiul 2: piramida triunghiulară regulată VABC cu latura bazei de 12 cm, muchia laterală de 8 cm și O centrul bazeiABCVO12 cm8 cm
Rezolvare pas cu pas
  1. Baza este triunghi echilateral, iar piciorul înălțimii este centrul lui O, punctul de intersecție a medianelor.
  2. OA este raza cercului circumscris bazei: OA= l33= 1233= 43 cm, deci OA2=48.
  3. Triunghiul VOA este dreptunghic în O: VO2= VA2−OA2= 64−48= 16.
  4. VO=4 cm.

Răspuns: VO=4 cm

EXERCIȚIUL 3Înălțimea conului din generatoareușor

Un con circular drept are vârful V, centrul bazei O, raza OA=8 cm și generatoarea VA=17 cm. Calculează înălțimea conului.

Exercițiul 3: conul circular drept cu vârful V, raza bazei OA = 8 cm și generatoarea VA = 17 cmOVA8 cm17 cm
Rezolvare pas cu pas
  1. Înălțimea VO este perpendiculară pe planul bazei, deci VO⟂OA. Triunghiul VOA este dreptunghic în O, cu ipotenuza VA.
  2. VO2= VA2−OA2= 289−64= 225.
  3. VO=225=15 cm.

Răspuns: h=15 cm

EXERCIȚIUL 4Piramida hexagonală: raza este chiar laturamediu

Piramida hexagonală regulată VABCDEF are latura bazei AB=21 cm și muchia laterală VA=29 cm. Calculează înălțimea piramidei.

Exercițiul 4: piramida hexagonală regulată VABCDEF cu latura bazei AB = 21 cm, muchia laterală VA = 29 cm și O centrul bazeiABCDEFVO21 cm
Rezolvare pas cu pas
  1. Piramida este regulată, deci piciorul înălțimii este centrul O al hexagonului, iar VO⟂OA.
  2. Hexagonul regulat este format din șase triunghiuri echilaterale cu vârful în O, deci OA=AB=21 cm.
  3. În triunghiul VOA, dreptunghic în O: VO2= 292−212= 841−441= 400.
  4. VO=20 cm.

Răspuns: VO=20 cm

EXERCIȚIUL 5Din apotema piramidei patrulateremediu

Piramida patrulateră regulată VABCD are latura bazei AB=14 cm, iar apotema ei este VM=25 cm, unde M este mijlocul lui BC. Calculează înălțimea piramidei.

Exercițiul 5: piramida patrulateră regulată VABCD cu latura bazei AB = 14 cm, apotema VM = 25 cm și M mijlocul lui BCABCDVOM14 cm
Rezolvare pas cu pas
  1. Piciorul înălțimii este centrul O al pătratului. OM este apotema bazei: OM= AB2= 7 cm.
  2. VO este perpendiculară pe planul bazei, deci VO⟂OM: triunghiul VOM este dreptunghic în O.
  3. VO2= VM2−OM2= 625−49= 576, deci VO=24 cm.

Răspuns: VO=24 cm

EXERCIȚIUL 6Când o muchie laterală este chiar înălțimeamediu

Piramida VABCD are baza dreptunghiul ABCD, cu AB=9 cm și BC=12 cm. Muchia VA este perpendiculară pe planul bazei, iar VC=25 cm. Calculează înălțimea piramidei.

Exercițiul 6: piramida VABCD cu baza dreptunghiul ABCD, AB = 9 cm, BC = 12 cm, muchia VA perpendiculară pe planul bazei și VC = 25 cmABCDV9 cm12 cm25 cm
Rezolvare pas cu pas
  1. VA este perpendiculară pe planul bazei și pleacă din vârf, deci VA este înălțimea piramidei. Piciorul ei este vârful A al bazei, nu centrul dreptunghiului.
  2. Diagonala dreptunghiului: AC2= 92+122= 81+144= 225, deci AC=15 cm.
  3. VA⟂AC, deci triunghiul VAC este dreptunghic în A: VA2= 252−152= 625−225= 400.
  4. VA=20 cm.

Răspuns: h=VA=20 cm

EXERCIȚIUL 7Muchii laterale egale peste un triunghi dreptunghicgreu

Piramida VABC are baza triunghiul ABC, dreptunghic în A, cu AB=6 cm și AC=8 cm, iar muchiile laterale sunt VA=VB=VC=13 cm. Punctul O este mijlocul ipotenuzei BC. Arată că VO este înălțimea piramidei și calculează-o.

Exercițiul 7: piramida VABC cu baza triunghiul ABC dreptunghic în A, AB = 6 cm, AC = 8 cm, muchiile laterale de 13 cm și O mijlocul ipotenuzei BCACBOV6 cm8 cm13 cm
Figura nu arată unghiul drept în O: faptul că VO este perpendiculară pe bază trebuie demonstrat.
Rezolvare pas cu pas
  1. Ipotenuza: BC2=36+64=100, deci BC=10 cm. Mediana corespunzătoare ipotenuzei este jumătate din ipotenuză: OA=OB=OC=5 cm.
  2. Triunghiul VBC este isoscel (VB=VC), deci mediana VO este și înălțime: VO⟂BC.
  3. Triunghiurile VOA și VOB au VA=VB, OA=OB și latura VO comună, deci sunt congruente (cazul LLL). Rezultă m(∠VOA)= m(∠VOB)= 90∘, adică VO⟂OA.
  4. VO este perpendiculară pe dreptele concurente BC și OA din planul bazei, deci VO⟂(ABC): VO este înălțimea.
  5. În triunghiul VOB, dreptunghic în O: VO2= 169−25= 144, deci VO=12 cm.

Răspuns: VO⟂(ABC), VO=12 cm

EXERCIȚIUL 8Înălțimea trunchiului de piramidă din muchia lateralăgreu

Trunchiul de piramidă patrulateră regulată ABCDA′B′C′D′ are latura bazei mari AB=16 cm, latura bazei mici A′B′=4 cm și muchiile laterale de 11 cm. Calculează înălțimea trunchiului.

Exercițiul 8: trunchiul de piramidă patrulateră regulată ABCDA'B'C'D' cu laturile bazelor de 16 cm și 4 cm și muchiile laterale de 11 cmABCDA′B′C′D′OO′T16 cm11 cm
Rezolvare pas cu pas
  1. Fie O și O′ centrele bazelor. Înălțimea este OO′, iar OAA′O′ este un trapez dreptunghic (OA∥O′A′, OO′ perpendiculară pe ambele baze).
  2. Razele cercurilor circumscrise bazelor sunt jumătăți de diagonale: OA= 1622= 82 cm și O′A′= 422= 22 cm.
  3. Cobori din A′ perpendiculara A′T pe OA. OTA′O′ este dreptunghi, deci A′T=OO′ și TA= 82−22= 62 cm.
  4. În triunghiul A′TA, dreptunghic în T, ipotenuza este muchia AA′=11 cm: A′T2= 112−(62)2= 121−72= 49, deci A′T=7 cm.

Răspuns: h=OO′=7 cm

EXERCIȚIUL 9Tip Evaluare Națională: piramida tăiată paralel cu bazagreu

Piramida patrulateră regulată VABCD are latura bazei AB=18 cm și apotema VM=15 cm, unde M este mijlocul lui AB, iar O este centrul bazei. Un plan paralel cu baza taie înălțimea VO în punctul O′, cu VO′=8 cm, și piramida după pătratul A′B′C′D′; M′ este mijlocul lui A′B′. a) Calculează înălțimea piramidei. b) Calculează latura A′B′. c) Calculează înălțimea trunchiului ABCDA′B′C′D′ și arată că apotema lui, MM′, are 5 cm.

Exercițiul 9: piramida patrulateră regulată VABCD cu latura bazei de 18 cm și apotema VM = 15 cm, secționată cu un plan paralel cu baza după pătratul A'B'C'D'ABCDVOMA′B′C′D′O′M′18 cm
Rezolvare pas cu pas
  1. a) OM= 182= 9 cm. În triunghiul VOM, dreptunghic în O: VO2= 225−81= 144, deci VO=12 cm.
  2. b) Piramida mică VA′B′C′D′ este asemenea cu cea mare, cu raportul VO′VO= 812= 23. Deci A′B′= 2⋅183= 12 cm.
  3. c) Înălțimea trunchiului este distanța dintre plane: OO′= VO−VO′= 12−8= 4 cm.
  4. Apotema bazei mici este O′M′= 122= 6 cm. În trapezul dreptunghic OMM′O′, cateta orizontală este 9−6=3 cm, deci apotema trunchiului: MM′2= 42+32= 25, adică MM′=5 cm.
  5. Verificare: VM′= 2⋅153= 10 cm, iar MM′= VM−VM′= 15−10= 5 cm.

Răspuns: a) VO=12 cm; b) A′B′=12 cm; c) OO′=4 cm, MM′=5 cm

Cum afli repede unde cade înălțimea

  • Cuvântul „regulată” îți spune că piciorul înălțimii este centrul bazei. Alegi apoi triunghiul dreptunghic după ce ți se dă: cu muchia laterală folosești raza R, cu apotema piramidei folosești apotema bazei.
  • Dacă piramida nu este regulată, dar toate muchiile laterale sunt egale, piciorul înălțimii este egal depărtat de vârfurile bazei, deci este centrul cercului circumscris bazei.
  • Dacă enunțul spune că o muchie laterală este perpendiculară pe planul bazei, acea muchie este înălțimea. La prismă dreaptă și cilindru, înălțimea este muchia laterală, respectiv generatoarea.

Greșeli frecvente la înălțimea piramidei

  • Iei muchia laterală sau apotema drept înălțime. La piramida regulată, muchia laterală VA și apotema VM sunt ipotenuze, deci sunt mai lungi decât înălțimea VO. Înălțimea este singurul dintre ele perpendicular pe bază.
  • Pui piciorul înălțimii în centrul bazei la orice piramidă. Regula e valabilă doar la piramida regulată și la cea cu muchiile laterale egale (atunci e centrul cercului circumscris). Dacă o muchie laterală este perpendiculară pe bază, piciorul înălțimii este vârful bazei de la capătul acelei muchii.
  • La trunchi scazi lungimile greșite. Cateta orizontală din trapezul dreptunghic este diferența razelor R−r (sau a apotemelor bazelor), nu diferența laturilor bazelor. La trunchiul cu laturile 16 și 4, diferența razelor este 62, nu 12.

Exersează : înălțimea piramidei

Din același capitol

Întrebări frecvente despre înălțimea piramidei

Care este diferența dintre înălțimea piramidei și apotema ei?

Înălțimea VO coboară din vârf perpendicular pe planul bazei. Apotema VM este înălțimea unei fețe laterale, dusă din vârf pe o latură a bazei. În triunghiul VOM, apotema este ipotenuza, deci este mai lungă decât înălțimea.

Poate cădea înălțimea piramidei în afara bazei?

Da, la unele piramide care nu sunt regulate. De exemplu, dacă muchiile laterale sunt egale, piciorul este centrul cercului circumscris bazei, iar la un triunghi obtuzunghic acest centru este în afara triunghiului. La piramida regulată piciorul este în interiorul bazei, iar la cea cu o muchie perpendiculară pe bază, într-un vârf al bazei.

Cum se află înălțimea unui trunchi de piramidă?

Lucrezi în trapezul dreptunghic format de înălțime, cele două raze (sau apoteme) ale bazelor și muchia laterală (sau apotema trunchiului). Cobori o perpendiculară din baza mică și aplici Pitagora, cu cateta orizontală egală cu diferența razelor, respectiv a apotemelor bazelor.

Vrei să stăpânești toată materia, nu doar acest subiect?

Lecții video cu profesori, teste și fișe de lucru pentru tot gimnaziul - într-un singur abonament.

Abonează-te - 5 lei prima lună →

Vrei mai mult? Vezi toate resursele de matematică pentru clasele 5-8 →

Verifică-te: 5 întrebări

Alege un răspuns și vezi imediat dacă e corect. Nu se salvează nimic, îl poți relua oricând.

  1. 1. Care este definiția înălțimii unei piramide?

  2. 2. La o piramidă regulată, piciorul înălțimii se află în:

  3. 3. Care este definiția înălțimii unui con?

  4. 4. Într-un con drept cu raza bazei  r=3  cm și generatoarea  l=5  cm, înălțimea  h  este:

  5. 5. O piramidă regulată cu baza pătrată are latura bazei  a=6  cm și apotema feței laterale  ap=5  cm. Care este înălțimea piramidei?

Despre acest articol

Redactat de
Echipa editorială Școala Virtuală. Răspundem de conținutul lui și îl corectăm când găsim o greșeală.
Pe ce se bazează
Programa școlară în vigoare pentru gimnaziu, la matematică - aceleași noțiuni, în aceeași ordine în care se predau la clasă.
Cine predă tema
Alexandra Pavel, profesor de matematică cu 15 ani la catedră, predă lecțiile video de matematică pentru clasele V-VIII.
Publicat