ЕГЭ · Математика (профиль) · Стереометрия
Объёмы тел
Задание 3 — про объёмы и площади поверхностей. Формулы нужно знать наизусть, но их немного.
🎯 ЕГЭ профиль: задание 3 (объёмы и площади поверхностей), 15 (стереометрическая задача части 2).
- ⚠Путают формулы объёма призмы, пирамиды, конуса (множитель 1/3)
- ⚠Ошибаются в площади основания
- ⚠Путают высоту и боковое ребро
Объёмы тел (задание 3)
| Призма и цилиндр | V = Sосн·h; для цилиндра V = πr²h |
|---|---|
| Пирамида и конус | V = (1/3)·Sосн·h — втрое меньше |
| Шар | V = (4/3)πr³; S = 4πr² |
| Боковая поверхность | конус: S = πrl; цилиндр: S = 2πrh |
Конус и цилиндр с общими основанием и высотой связаны как 1 к 3. Не путай площадь поверхности и объём; для составных тел складывай/вычитай части.
Разбор примера
Цилиндр и конус
Цилиндр и конус имеют общие основание и высоту. Объём конуса равен 48. Найдите объём цилиндра.
Показать решение по шагам
- 1. Объём конуса Vк = (1/3)S·h, цилиндра Vц = S·h при тех же S и h.
- 2. Значит Vц = 3·Vк.
- 3. Vц = 3·48 = 144.
Ответ: 144
Разбор примера
Как объём реагирует на изменение размеров
Даны два цилиндра. Объём первого цилиндра равен 102. У второго цилиндра высота в 3 раза больше, а радиус основания в 2 раза меньше, чем у первого. Найдите объём второго цилиндра.
Показать решение по шагам
- 1. Считать сами радиус и высоту не нужно и невозможно — их в условии нет. Работаем с формулой в общем виде: V = πr²h.
- 2. Записываем параметры второго цилиндра через первый: r₂ = r/2, h₂ = 3h.
- 3. Подставляем: V₂ = π·(r/2)²·(3h) = π·(r²/4)·3h = (3/4)·πr²h = 0,75·V₁.
- 4. Ключевой момент — радиус входит в формулу в квадрате, поэтому уменьшение радиуса вдвое уменьшает объём вчетверо, а не вдвое. Высота входит в первой степени, её утроение даёт множитель 3.
- 5. V₂ = 0,75·102 = 76,5.
- 6. Где теряют баллы. Считают «радиус вдвое меньше, высота втрое больше — значит объём больше в 3/2 раза» и получают 153. Множители от разных величин перемножаются с учётом степени: (1/2)² · 3 = 3/4. Тот же приём работает для шара (радиус в кубе: вдвое больший радиус даёт восьмикратный объём) и для любого подобия.
Ответ: 76,5
Разбор примера
Объём многогранника по вершинам параллелепипеда
Найдите объём многогранника, вершинами которого являются точки A, B, C, A₁, B₁ прямоугольного параллелепипеда ABCDA₁B₁C₁D₁, у которого AB = 6, AD = 9, AA₁ = 7.
Показать решение по шагам
- 1. Пять вершин — значит перед нами не призма и не параллелепипед. Разберёмся, что это за тело, глядя на список: A, B, A₁, B₁ — это целая грань ABB₁A₁, а точка C лежит вне её плоскости.
- 2. Тело, у которого одна грань — многоугольник, а остальные вершины сходятся в одной точке, — это пирамида. Её основание ABB₁A₁, вершина C.
- 3. Площадь основания: ABB₁A₁ — прямоугольник со сторонами AB = 6 и AA₁ = 7, значит S = 42.
- 4. Высота пирамиды — расстояние от точки C до плоскости ABB₁A₁. Ребро BC перпендикулярно этой грани (в прямоугольном параллелепипеде смежные грани перпендикулярны, а BC ⟂ AB и BC ⟂ BB₁), поэтому высота равна BC = AD = 9.
- 5. V = (1/3)·S·h = (1/3)·42·9 = 126.
- 6. Проверка через объём всего параллелепипеда: он равен 6·9·7 = 378, а наша пирамида составляет ровно его треть — 126. Это не случайность: пирамида с основанием-гранью и вершиной в противоположной грани всегда даёт треть объёма.
- 7. Где теряют баллы. Принимают за основание треугольник ABC и считают призму: (площадь ABC)·AA₁ = 27·7 = 189. Но точки C₁ среди вершин нет, значит тело не призма, и такой подсчёт даёт лишний кусок. Первое действие в таких заданиях — разобраться, какая фигура получилась, и только потом брать формулу.
Ответ: 126
Разбор примера
Перелили жидкость: объём сохраняется, уровень меняется
В цилиндрическом сосуде уровень жидкости достигает 25 см. На какой высоте будет находиться уровень жидкости, если её перелить во второй цилиндрический сосуд, диаметр которого в 5 раз больше диаметра первого? Ответ дайте в сантиметрах.
Показать решение по шагам
- 1. Жидкость не исчезает и не добавляется, значит объём остаётся тем же. Это и есть уравнение задачи: V₁ = V₂.
- 2. Объём жидкости в цилиндре — площадь дна, умноженная на высоту столба: V = πr²·h.
- 3. Первый сосуд: V₁ = πr²·25. Второй: диаметр в 5 раз больше, значит и радиус в 5 раз больше, то есть 5r. Тогда V₂ = π·(5r)²·h = π·25r²·h.
- 4. Приравниваем: πr²·25 = π·25r²·h. Сокращаем на πr²: 25 = 25·h, откуда h = 1 см.
- 5. Смысл результата: площадь дна выросла в 25 раз (радиус в квадрате), поэтому при том же объёме высота упала во столько же раз: 25 : 25 = 1.
- 6. Где теряют баллы. Делят высоту на 5, рассуждая «диаметр в 5 раз больше — значит уровень в 5 раз ниже», и отвечают 5 см. Радиус входит в формулу объёма в квадрате, поэтому уровень падает в 5² = 25 раз. Вторая потеря — принимают за радиус сам диаметр: здесь это ничего не меняет, потому что отношение одинаковое, но в задачах с числовыми данными ошибка стоит ответа.
Ответ: 1
Вопрос на проверку
Объём пирамиды относится к объёму призмы с тем же основанием и высотой как…
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.
Задание №3 в формате экзамена
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.
Задание №3 в формате экзамена
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.
Задание №3 в формате экзамена
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.
Задание №3 в формате экзамена
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.