Математика · тема 7 из 21 · ЕГЭ № 3, 14

Стереометрия

Объёмы и площади поверхностей многогранников и тел вращения, подобие тел и подход к стереометрической задаче 14.

25 мин чтенияЕГЭ22 задания

Коротко

главное за 30 секунд
  1. Призма и цилиндр: $V=S_{\text{осн}}h$; пирамида и конус: $V=\dfrac13S_{\text{осн}}h$
  2. Шар: $V=\dfrac43\pi R^3$, $S=4\pi R^2$
  3. Диагональ прямоугольного параллелепипеда: $d=\sqrt{a^2+b^2+c^2}$
  4. Размеры выросли в $k$ раз: площадь — в $k^2$, объём — в $k^3$
  5. Угол между прямой и плоскостью — это угол между прямой и её проекцией

Многогранники

Призма (в том числе параллелепипед и куб): $V=S_{\text{осн}}\cdot h$.

Пирамида: $V=\dfrac13S_{\text{осн}}\cdot h$.

Прямоугольный параллелепипед: $V=abc$, диагональ $d=\sqrt{a^2+b^2+c^2}$. Куб: $V=a^3$, $S_{\text{пов}}=6a^2$.

Площадь поверхности — сумма площадей всех граней. Боковая поверхность прямой призмы: $S_{\text{бок}}=P_{\text{осн}}\cdot h$; правильной пирамиды: $S_{\text{бок}}=\dfrac12P_{\text{осн}}\cdot l$, где $l$ — апофема (высота боковой грани).

Проверь себя. Найдите объём куба с ребром 3.

Ответ: 27

AC₁ad = a√3грань: a√2V = a³S = 6a²
Рис. 1. Куб с ребром a: диагональ грани a√2, диагональ куба a√3, объём a³

Тела вращения

ТелоОбъёмПоверхность
Цилиндр$\pi R^2h$$S_{\text{бок}}=2\pi Rh$
Конус$\dfrac13\pi R^2h$$S_{\text{бок}}=\pi Rl$, $l$ — образующая
Шар$\dfrac43\pi R^3$$S=4\pi R^2$

У конуса высота, радиус основания и образующая образуют прямоугольный треугольник: $l^2=h^2+R^2$.

В ЕГЭ №3 ответ часто просят «делённым на $\pi$» — тогда $\pi$ просто не пишите: если $V=96\pi$, ответ $96$.
rhV = πr²hhrV = ⅓πr²h
Рис. 2. Цилиндр и конус с одинаковыми r и h: объём конуса ровно в 3 раза меньше

Подобие тел

Если все линейные размеры тела увеличить в $k$ раз, то площадь поверхности увеличится в $k^2$ раз, а объём — в $k^3$ раз.

Пример. Жидкость в конической воронке (вершиной вниз) налита до половины высоты. Какую часть объёма воронки она занимает? Налитая жидкость — конус, подобный воронке с $k=\dfrac12$, поэтому её объём — $\left(\dfrac12\right)^3=\dfrac18$ объёма воронки.

Если увеличить в 2 раза только радиус цилиндра, оставив высоту, объём вырастет в 4 раза, а не в 8: $V=\pi R^2h$ зависит от $R$ квадратично, а от $h$ — линейно. Коэффициент $k^3$ работает, только когда меняются все размеры.

Углы и расстояния (ЕГЭ №14)

Задание 14 состоит из двух пунктов: а) доказать утверждение о фигуре; б) найти угол, расстояние, площадь сечения или объём. Главные инструменты:

  • угол между прямой и плоскостью — угол между прямой и её проекцией на плоскость;
  • угол между плоскостями — линейный угол двугранного угла (два перпендикуляра к линии пересечения плоскостей);
  • теорема о трёх перпендикулярах;
  • метод координат: ввести систему координат, найти координаты векторов и применить формулу $\cos\varphi=\dfrac{|\vec a\cdot\vec b|}{|\vec a|\cdot|\vec b|}$.

Пример. В правильной четырёхугольной пирамиде сторона основания равна 6, высота — 4. Апофема: $l=\sqrt{4^2+3^2}=5$ (3 — половина стороны основания). Боковая поверхность: $4\cdot\dfrac12\cdot6\cdot5=60$.

Практика

Закрепите тему: 22 задания для ЕГЭ

От простых к сложным: базовый уровень — 6, повышенный — 13, высокий — 3. Мгновенная проверка, подсказки, подробные решения и тренажёр ошибок.

Решать задания по теме Флеш-карточки