Hej! Gotowi na powtórkę z ostrosłupów trójkątnych prawidłowych? Nie martw się, damy radę!
Ostrosłup Trójkątny Prawidłowy – Podstawy
Zacznijmy od definicji. Ostrosłup trójkątny prawidłowy to taki ostrosłup, którego podstawą jest trójkąt równoboczny, a wszystkie krawędzie boczne są równej długości.
Wyobraź sobie piramidę, ale taką, której podstawa to trójkąt z trzema równymi bokami. To właśnie ostrosłup trójkątny prawidłowy.
Elementy Ostrosłupa
Musimy znać kilka ważnych pojęć.
- Podstawa: Trójkąt równoboczny, który tworzy spód ostrosłupa.
- Krawędzie podstawy: Boki trójkąta w podstawie.
- Krawędzie boczne: Odcinki łączące wierzchołki podstawy z wierzchołkiem ostrosłupa.
- Wierzchołek ostrosłupa: Punkt, w którym zbiegają się wszystkie krawędzie boczne.
- Wysokość ostrosłupa (H): Odcinek prostopadły opuszczony z wierzchołka ostrosłupa na podstawę.
- Wysokość ściany bocznej (hb): Wysokość trójkąta równoramiennego, który tworzy ścianę boczną.
Obliczanie Długości – Krok po Kroku
Najważniejsze to zrozumieć, jak powiązane są ze sobą różne długości w ostrosłupie.
Krawędź Podstawy (a) i Wysokość Podstawy (hp)
Skoro podstawa to trójkąt równoboczny, to jego wysokość (hp) możemy obliczyć ze wzoru: hp = (a√3)/2, gdzie 'a' to długość krawędzi podstawy.
Pamiętaj, że środek trójkąta równobocznego (punkt przecięcia wysokości) dzieli wysokość w stosunku 2:1. To będzie ważne później!
Wysokość Ostrosłupa (H) i Krawędź Boczna (b)
Często będziemy musieli obliczyć wysokość ostrosłupa (H) lub długość krawędzi bocznej (b), mając dane inne informacje. Najczęściej wykorzystujemy do tego twierdzenie Pitagorasa.
Wyobraź sobie trójkąt prostokątny, którego wierzchołkami są: wierzchołek ostrosłupa, środek podstawy (punkt przecięcia wysokości w trójkącie równobocznym) i wierzchołek podstawy. Wtedy:
- Przeciwprostokątna to krawędź boczna (b).
- Jedna przyprostokątna to wysokość ostrosłupa (H).
- Druga przyprostokątna to 2/3 wysokości podstawy (2/3 * hp).
Zatem, możemy zapisać: b2 = H2 + (2/3 * hp)2
Jeśli znamy krawędź boczną (b) i krawędź podstawy (a), możemy obliczyć wysokość ostrosłupa (H). Jeśli znamy wysokość ostrosłupa (H) i krawędź podstawy (a), możemy obliczyć krawędź boczną (b).
Wysokość Ściany Bocznej (hb)
Ściana boczna to trójkąt równoramienny. Wysokość ściany bocznej (hb) to wysokość tego trójkąta opuszczona na krawędź podstawy.
Ponownie wykorzystamy twierdzenie Pitagorasa. Wyobraź sobie trójkąt prostokątny, którego wierzchołkami są: wierzchołek ściany bocznej, środek krawędzi podstawy i wierzchołek ostrosłupa.
- Przeciwprostokątna to krawędź boczna (b).
- Jedna przyprostokątna to wysokość ściany bocznej (hb).
- Druga przyprostokątna to połowa krawędzi podstawy (a/2).
Zatem, możemy zapisać: b2 = hb2 + (a/2)2
Możemy też obliczyć wysokość ściany bocznej (hb), jeśli znamy wysokość ostrosłupa (H) i odległość od środka podstawy do krawędzi podstawy (1/3 * hp). Wtedy:
hb2 = H2 + (1/3 * hp)2
Przykładowe Zadanie
Załóżmy, że mamy ostrosłup trójkątny prawidłowy, w którym krawędź podstawy (a) wynosi 6 cm, a wysokość ostrosłupa (H) wynosi 4 cm. Oblicz długość krawędzi bocznej (b).
- Obliczamy wysokość podstawy (hp): hp = (a√3)/2 = (6√3)/2 = 3√3 cm.
- Obliczamy 2/3 wysokości podstawy: (2/3) * hp = (2/3) * 3√3 = 2√3 cm.
- Stosujemy twierdzenie Pitagorasa: b2 = H2 + (2/3 * hp)2 = 42 + (2√3)2 = 16 + 12 = 28.
- Obliczamy krawędź boczną: b = √28 = 2√7 cm.
Wskazówki i Triki
- Zawsze rysuj rysunek pomocniczy. To bardzo ułatwia zrozumienie zadania.
- Zapisuj wszystkie dane i szukane.
- Zwracaj uwagę na jednostki.
- Wykorzystuj twierdzenie Pitagorasa. To klucz do wielu zadań z ostrosłupami.
- Pamiętaj o wzorach na wysokość trójkąta równobocznego.
- Sprawdzaj, czy wynik ma sens. Czy długość krawędzi bocznej jest większa od wysokości ostrosłupa?
Podsumowanie
Ostrosłup trójkątny prawidłowy to figura, której podstawą jest trójkąt równoboczny. Obliczanie długości w ostrosłupie często sprowadza się do wykorzystania twierdzenia Pitagorasa i wzorów na trójkąt równoboczny. Kluczowe jest zrozumienie zależności między krawędziami podstawy, krawędziami bocznymi, wysokością ostrosłupa i wysokością ściany bocznej.
Pamiętaj o rysunku pomocniczym i starannym zapisywaniu danych. Powodzenia na egzaminie!

