Mācies Vieglāk
Taisnes un plaknes telpā, daudzskaldņi

Neregulāra piramīda

Neregulāra piramīda

Regulārai piramīdai augstums vienmēr projicējas pamata centrā. Ja piramīda ir neregulāra, augstums nokrīt citur — un tieši kur, pasaka piramīdas papildu nosacījums.

Tilpumu visos trijos gadījumos rēķina pēc vienas formulas:

V=13SpamataHV = \dfrac{1}{3} \cdot S_{\text{pamata}} \cdot H

1. Vienādas sānu šķautnes

Ja visas sānu šķautnes ir vienāda garuma (vai veido ar pamatu vienādus leņķus), augstums projicējas pamatam apvilktās riņķa līnijas centrā OO. Attālums no OO līdz jebkurai pamata virsotnei ir rādiuss RR, tāpēc ll, HH un RR veido taisnleņķa trijstūri:

l2=H2+R2l^2 = H^2 + R^2

Šāda piramīda pastāv tikai tad, ja pamatam var apvilkt riņķa līniju. Taisnleņķa trijstūrim tās centrs ir hipotenūzas viduspunkts, tāpēc R=c2R = \dfrac{c}{2}, bet taisnstūrim — diagonāļu krustpunkts.


Vienādas sānu šķautnes → augstums krīt apvilktās r. l. centrā, tas ir hipotenūzas viduspunkts.

1
Hipotenūza un apvilktās r. l. rādiuss:
c=62+82=10,R=c2=5c = \sqrt{6^2 + 8^2} = 10, \quad R = \dfrac{c}{2} = 5
2
Pitagora teorēma trijstūrī SOASOA:
l2=H2+R2=122+52=144+25=169l^2 = H^2 + R^2 = 12^2 + 5^2 = 144 + 25 = 169
3
Pieraksta atbildi:
l=13l = {\color{#1865f2}13}

2. Vienādi sānu augstumi

Ja visām sānu skaldnēm ir vienādi augstumi hh, tad augstums projicējas pamatam ievilktās riņķa līnijas centrā OO. Rādiuss rr ir perpendikulārs pamata malai (līdz pieskares punktam KK), tāpēc rr, HH un sānu augstums hh veido taisnleņķa trijstūri:

h2=H2+r2h^2 = H^2 + r^2
r=Spamatapr = \dfrac{S_{\text{pamata}}}{p}
Ssaˉnu=12PhS_{\text{sānu}} = \dfrac{1}{2} \cdot P \cdot h

Visiem sānu augstumiem ir viena un tā pati projekcija rr, tāpēc šādā piramīdā arī visi divplakņu kakti pie pamata ir vienādi. Šāda piramīda pastāv tikai tad, ja pamatam var ievilkt riņķa līniju. Rādiusu rr ērti izsaka caur pamata laukumu un pusperimetru p=P2p = \dfrac{P}{2}.


Vienādi sānu augstumi → augstums krīt ievilktās r. l. centrā; atrodam r, tad sānu augstumu h.

1
Ievilktās r. l. rādiuss:
r=Spamatap=3010=3r = \dfrac{S_{\text{pamata}}}{p} = \dfrac{30}{10} = 3
2
Sānu augstums (apotēma):
h=H2+r2=42+32=25=5h = \sqrt{H^2 + r^2} = \sqrt{4^2 + 3^2} = \sqrt{25} = 5
3
Sānu virsma:
Ssaˉnu=12205=50S_{\text{sānu}} = \dfrac{1}{2} \cdot 20 \cdot 5 = {\color{#1865f2}50}

3. Sānu šķautne ⊥ pamatam

Ja sānu šķautne SASA ir perpendikulāra pamatam, tad tieši šī šķautne ir piramīdas augstums: SA=HSA = H, un tas projicējas virsotnē AA. Tāpēc SASA ir perpendikulāra arī abām pamata malām no AA, un sānu skaldnes SABSAB un SACSAC ir taisnleņķa trijstūri.

Ssaˉnu=SSAB+SSBC+SSCAS_{\text{sānu}} = S_{SAB} + S_{SBC} + S_{SCA}

Sānu virsmu šeit rēķina kā visu sānu skaldņu laukumu summu — regulāras piramīdas formulu lietot nedrīkst. Ja pamats ir taisnstūris, pārējo skaldņu taisnleņķus pierāda ar triju perpendikulu teorēmu (TPT).


SA ⊥ pamatam nozīmē, ka SA ⊥ AB, tāpēc ΔSAB ir taisnleņķa ar katetēm SA un AB.

1
Nosaka, ka SAB\triangle SAB ir taisnleņķa:
SApamatam  SAAB,SAB=90SA \perp \text{pamatam} \ \Rightarrow \ SA \perp AB, \quad \angle SAB = 90^\circ
2
Taisnleņķa trijstūra laukums:
SSAB=12ABSA=1268=24S_{SAB} = \dfrac{1}{2} \cdot AB \cdot SA = \dfrac{1}{2} \cdot 6 \cdot 8 = {\color{#1865f2}24}