DISTANȚE ÎN CORPURI GEOMETRICE între puncte, la drepte și la plane - EXERCIȚII REZOLVATE (clasa a VIII-a)
Într-un corp geometric, distanța de la un punct la o dreaptă sau la un plan este lungimea perpendicularei duse din punct, iar ca s-o calculezi cauți triunghiul dreptunghic în care ea este catetă sau înălțime. Mai jos găsești cum alegi perpendiculara pentru fiecare tip de distanță și 8 exerciții rezolvate pas cu pas în cub, paralelipiped, prismă și piramidă, de la ușor la greu.
Tipurile de distanțe și cum găsești segmentul potrivit
În geometria în spațiu, distanța este întotdeauna lungimea celui mai scurt segment dintre două figuri. Pentru punct și dreaptă sau punct și plan, cel mai scurt segment este perpendiculara. Orice alt segment este ipotenuză într-un triunghi dreptunghic, deci este mai lung.
- Între două puncte: lungimea segmentului care le unește. În corpuri, de obicei o diagonală: diagonala unei fețe sau diagonala corpului. La paralelipipedul dreptunghic cu dimensiunile , , , diagonala este , iar la cubul cu muchia este .
- De la un punct la o dreaptă: lungimea perpendicularei din punct pe dreaptă. Dacă dreapta este perpendiculară pe un plan care conține punctul, perpendiculara se vede imediat (exercițiul 2). Altfel, folosești teorema celor trei perpendiculare: proiectezi punctul pe un plan care conține dreapta, duci din proiecție perpendiculara pe dreaptă și unești.
- De la un punct la un plan: lungimea perpendicularei pe plan. Ca s-o construiești, cauți o dreaptă din plan perpendiculară pe un plan care trece prin punct; în acel plan duci perpendiculara pe dreapta de intersecție.
- De la o dreaptă paralelă cu un plan la acel plan și între două plane paralele: distanța de la orice punct al dreptei (sau al primului plan) la celălalt plan. Toate punctele sunt la fel de departe, deci alegi punctul cel mai comod.
Când distanța este înălțimea unui triunghi dreptunghic, o afli din aria lui, scrisă în două feluri:
unde , sunt catetele, iar este ipotenuza. Această formulă apare des la distanța de la centrul bazei unei piramide la o față laterală și la distanța de la un vârf al cubului la un plan care taie cubul.
Ce perpendiculare ai gata făcute în corpuri: muchiile laterale ale prismei drepte (deci și ale cubului și paralelipipedului) sunt perpendiculare pe baze; înălțimea piramidei regulate cade în centrul bazei; apotema piramidei regulate este perpendiculară pe latura bazei; în paralelipipedul dreptunghic, o muchie a bazei este perpendiculară pe cele două fețe laterale care o întâlnesc doar într-un capăt (de exemplu, și ).
Exerciții rezolvate : distanțe în corpuri geometrice
Încearcă întâi singur, apoi deschide rezolvarea și compară pașii.
EXERCIȚIUL 1Cele mai depărtate vârfuri ale unei cutiiușor
Paralelipipedul dreptunghic are cm, cm și cm. Calculează distanța de la la , distanța de la la și distanța de la la .
Rezolvare pas cu pas
- este diagonala dreptunghiului : , deci cm.
- , deci triunghiul este dreptunghic în : , deci cm.
- Cu formula diagonalei: cm, același rezultat.
- este tot o diagonală a paralelipipedului, iar toate cele patru diagonale au aceeași lungime: cm.
Răspuns: cm, cm
EXERCIȚIUL 2Distanța la o muchie, în cubușor
Cubul are muchia de cm. Calculează: a) distanța de la la planul ; b) distanța de la la dreapta ; c) distanța de la la dreapta .
Rezolvare pas cu pas
- a) , deci distanța este muchia: cm.
- b) și , deci . Dreapta este în acest plan, deci : perpendiculara din pe are piciorul în .
- Distanța este , diagonala feței : cm.
- c) , deci : perpendiculara din pe are piciorul în , iar distanța este cm.
Răspuns: a) cm; b) cm; c) cm
EXERCIȚIUL 3De la vârful de sus la latura opusă, în prismăușor
Prisma triunghiulară regulată are latura bazei de cm și muchia laterală de cm, iar este mijlocul lui . Calculează distanța dintre planele bazelor, distanța de la la dreapta și distanța de la la dreapta .
Rezolvare pas cu pas
- Bazele sunt paralele, iar muchia este perpendiculară pe ele: distanța dintre plane este cm.
- În triunghiul echilateral , mediana este și înălțime: distanța de la la este cm.
- și (muchia e perpendiculară pe bază), deci și . Distanța de la la este .
- Triunghiul este dreptunghic în : , deci cm.
Răspuns: cm; cm; cm
EXERCIȚIUL 4Prisma hexagonală: muchii și fețe opusemediu
Prisma hexagonală regulată are latura bazei de cm și muchia laterală de cm. Calculează: a) distanța dintre dreptele paralele și ; b) distanța de la la ; c) distanța dintre planele fețelor laterale opuse și .
Rezolvare pas cu pas
- a) este o diagonală mare a hexagonului regulat, deci cm. și (muchiile sunt perpendiculare pe bază), deci este perpendiculara comună: distanța este cm.
- b) Triunghiul este dreptunghic în : , deci cm.
- c) și , deci cele două fețe sunt în plane paralele. Distanța dintre ele este distanța dintre laturile paralele și ale hexagonului, măsurată pe un segment din bază perpendicular pe ambele (acel segment este perpendicular și pe muchiile laterale).
- Hexagonul este format din șase triunghiuri echilaterale cu latura cm. Distanța dintre două laturi opuse este de două ori înălțimea unui astfel de triunghi: cm.
Răspuns: a) cm; b) cm; c) cm
EXERCIȚIUL 5Trei distanțe în aceeași piramidămediu
Piramida triunghiulară regulată are latura bazei de cm și înălțimea cm, unde este centrul bazei, iar este mijlocul lui . Calculează distanța de la la dreapta , distanța de la la dreapta și distanța de la la vârful .
Rezolvare pas cu pas
- Înălțimea bazei: cm. este centrul de greutate, deci cm și cm.
- (este pe înălțimea ), deci distanța de la la este cm.
- și . Din teorema celor trei perpendiculare, : distanța de la la este apotema . În triunghiul : , cm.
- Distanța de la la este muchia laterală. În triunghiul : , deci cm.
Răspuns: cm, cm, cm
EXERCIȚIUL 6O muchie paralelă cu un plan diagonalmediu
Paralelipipedul dreptunghic are cm, cm și cm. a) Arată că dreapta este paralelă cu planul . b) Calculează distanța de la dreapta la planul .
Rezolvare pas cu pas
- a) , iar este în planul . O dreaptă paralelă cu o dreaptă din plan, care nu este în plan, este paralelă cu planul.
- b) Toate punctele dreptei sunt la aceeași distanță de plan, deci calculezi distanța de la . Duci , cu .
- și (pentru că ), iar și sunt concurente în planul diagonal. Deci .
- În triunghiul , dreptunghic în : cm, iar cm.
- Înălțimea paralelipipedului nu a contat: distanța rămâne cm pentru orice .
Răspuns: a) ; b) cm
EXERCIȚIUL 7Centrul și un vârf al bazei față de o față lateralăgreu
Piramida triunghiulară regulată are latura bazei de cm și înălțimea cm, iar este mijlocul lui . a) Arată că . b) Calculează distanța de la la planul . c) Calculează distanța de la vârful la planul .
Rezolvare pas cu pas
- a) (înălțime în triunghiul echilateral) și (). și sunt concurente în , deci .
- b) cm, cm, iar cm. În planul duci . Cum , și , deci .
- În triunghiul , dreptunghic în : cm.
- c) La fel, perpendiculara din pe dreapta este perpendiculară pe . , iar punctele , , sunt coliniare, cu .
- Triunghiurile și sunt asemenea (au unghiul din comun și câte un unghi drept), deci cm.
Răspuns: a) ; b) cm; c) cm
EXERCIȚIUL 8Tip Evaluare Națională: distanța de la un vârf la planul A'BDgreu
Cubul are muchia de cm, iar este centrul bazei . a) Calculează distanța de la la dreapta . b) Arată că distanța de la la planul este cm. c) Calculează distanța de la la planul .
Rezolvare pas cu pas
- a) (diagonalele pătratului) și . Din teorema celor trei perpendiculare, : distanța este .
- cm. În triunghiul , dreptunghic în : , deci cm.
- b) și , deci . Duci , cu . Atunci și , două drepte concurente din planul : .
- cm.
- c) Fie perpendiculara din pe planul . și sunt perpendiculare pe același plan, deci paralele, și determină un plan care taie după dreapta . Punctul este pe și în , deci .
- Triunghiurile dreptunghice și au ipotenuzele egale () și unghiurile din opuse la vârf, deci sunt congruente: cm.
Răspuns: a) cm; b) cm; c) cm
Cum recunoști ce distanță ți se cere
- „Distanța de la la ”, cu două vârfuri: cauți segmentul care le unește și un triunghi dreptunghic în care el este ipotenuză (de obicei o diagonală).
- „Distanța de la un punct la o dreaptă”: verifici întâi dacă dreapta este perpendiculară pe o față care conține punctul; dacă nu, proiectezi punctul și folosești teorema celor trei perpendiculare.
- „Distanța la un plan” sau „între plane paralele”: cauți o dreaptă din plan perpendiculară pe un plan prin punct, apoi duci perpendiculara pe dreapta de intersecție și o calculezi ca înălțime într-un triunghi dreptunghic.
Greșeli frecvente la distanțe în corpuri geometrice
- Iei un segment oblic drept distanță. Distanța este doar perpendiculara. De la la este apotema , nu muchia , care este mai lungă.
- Pui piciorul perpendicularei într-un vârf „la ochi”. Desenul în perspectivă înșală. Justifică de fiecare dată unghiul drept: o dreaptă perpendiculară pe un plan, criteriul cu două drepte concurente sau teorema celor trei perpendiculare.
- Calculezi distanța de la o dreaptă la un plan dintr-un punct oarecare, fără să verifici paralelismul. Doar dacă dreapta este paralelă cu planul toate punctele ei sunt la aceeași distanță. Arată întâi paralelismul, apoi alege punctul cel mai comod.
Exersează : distanțe în corpuri geometrice
Din același capitol
- Teorema celor trei perpendiculare: enunț, demonstrații și aplicații
- Dreapta perpendiculară pe plan, exerciții rezolvate
- Plane paralele: definiție, criteriu și proprietăți
- Unghiul diedru, exerciții rezolvate
- Paralelipipedul dreptunghic, exerciții rezolvate
- Piramida triunghiulară regulată, exerciții rezolvate
Întrebări frecvente despre distanțe în corpuri geometrice
Distanța de la un punct la un plan se poate calcula fără să găsesc piciorul perpendicularei?
În acest capitol, nu: construiești perpendiculara și o calculezi într-un triunghi dreptunghic. Mai târziu, la volume, vei învăța și o metodă cu volumul piramidei.
De ce distanța dintre două plane paralele e aceeași oriunde aș măsura?
Pentru că perpendicularele comune dintre ele sunt paralele și formează dreptunghiuri cu planele, deci au toate aceeași lungime.
Cum știu că am ales segmentul bun?
Verifică două lucruri: segmentul pleacă din punctul dat și este perpendicular pe dreaptă (sau pe două drepte concurente din plan). Dacă poți justifica ambele, ai găsit distanța.
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. Un cub are muchia de lungime 6 cm. Care este lungimea diagonalei unei fețe a cubului?
2. Un cub are muchia de lungime 6 cm. Care este lungimea diagonalei spațiale (mari) a cubului?
3. În paralelipipedul dreptunghic cu dimensiunile cm, cm, cm, care este lungimea diagonalei spațiale?
4. La o piramidă pătrată regulată cu baza de latură cm și înălțimea cm, cât măsoară apotema feței laterale (înălțimea unui triunghi lateral)?
5. Într-un con circular drept cu raza bazei cm și înălțimea cm, care este măsura unghiului dintre generatoare și planul bazei?
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
Exerciții rezolvate din aceeași clasă
INTERSECȚIA GRAFICELOR A DOUĂ FUNCȚII și intersecția cu axele - EXERCIȚII REZOLVATE (clasa a VIII-a)
Capitolul 4: Funcții
ARIA TRIUNGHIULUI FORMAT DE GRAFIC CU AXELE de coordonate, perimetrul și distanța la origine - EXERCIȚII REZOLVATE (clasa a VIII-a)
Capitolul 4: Funcții
VOLUMUL PIRAMIDEI cu orice bază, regulată sau nu - EXERCIȚII REZOLVATE (clasa a VIII-a)
Capitolul 5: Arii și volume ale unor corpuri geometrice
ARIA LATERALĂ, ARIA TOTALĂ ȘI VOLUMUL CONULUI circular drept - EXERCIȚII REZOLVATE (clasa a VIII-a)
Capitolul 5: Arii și volume ale unor corpuri geometrice
TRUNCHIUL DE CON generatoare, arie și volum - EXERCIȚII REZOLVATE (clasa a VIII-a)
Capitolul 5: Arii și volume ale unor corpuri geometrice
VOLUMUL ȘI ARIA SFEREI: formule, emisfera și raza - EXERCIȚII REZOLVATE (clasa a VIII-a)
Capitolul 5: Arii și volume ale unor corpuri geometrice
