Призма в задании 3 ЕГЭ: формулы объёма и площади, разбор примеров
Задачи (51)
- № 27047… В сосуд, имеющий форму правильной треугольной призмы, налили 2300 см3 воды и погрузили в воду деталь. При этом уровень воды поднялся с отмс разбором
- № 27048… В сосуд, имеющий форму правильной треугольной призмы, налили воду. Уровень воды достигает 80 см. На какой высоте будет находиться уровень с разбором
- № 27057… Найдите площадь боковой поверхности правильной шестиугольной призмы, сторона основания которой равна 5, а высота — 10.с разбором
- № 27062… Найдите площадь поверхности прямой призмы, в основании которой лежит ромб с диагоналями, равными 6 и 8, а боковое ребро призмы равно 10.с разбором
- № 27063… Найдите боковое ребро правильной четырехугольной призмы, если сторона ее основания равна 20, а площадь поверхности равна 1760.с разбором
- № 27082… Основанием прямой треугольной призмы служит прямоугольный треугольник с катетами 6 и 8, боковое ребро равно 5. Найдите объем призмы.с разбором
- № 27104… Гранью параллелепипеда является ромб со стороной 1 и острым углом 60°. Одно из ребер параллелепипеда составляет с этой гранью угол в 60° ис разбором
- № 27106… Через среднюю линию основания треугольной призмы, объем которой равен 32, проведена плоскость, параллельная боковому ребру. Найдите объем с разбором
- № 27107… Через среднюю линию основания треугольной призмы проведена плоскость, параллельная боковому ребру. Найдите объём этой призмы, если объём ос разбором
- № 27112От треугольной призмы, объем которой равен 6, отсечена треугольная пирамида плоскостью, проходящей через сторону одного основания и противопс разбором
- № 27132… Основанием прямой треугольной призмы служит прямоугольный треугольник с катетами 6 и 8, высота призмы равна 10. Найдите площадь ее поверхнс разбором
- № 27148… В основании прямой призмы лежит ромб с диагоналями, равными 6 и 8. Площадь ее поверхности равна 248. Найдите боковое ребро этой призмы.с разбором
- № 27151… Основанием прямой треугольной призмы служит прямоугольный треугольник с катетами 6 и 8. Площадь ее поверхности равна 288. Найдите высоту пс разбором
- № 27153… Через среднюю линию основания треугольной призмы проведена плоскость, параллельная боковому ребру. Площадь боковой поверхности отсеченной с разбором
- № 27183… Объём куба равен 12. Найдите объём треугольной призмы, отсекаемой от куба плоскостью, проходящей через середины двух рёбер, выходящих из ос разбором
- № 245340… Найдите объем многогранника, вершинами которого являются точки A, B, C, A1 правильной треугольной призмы ABCA1B1C1, площадь основания котос разбором
- № 245341… Найдите объем многогранника, вершинами которого являются точки A, B, C, … … правильной треугольной призмы … площадь основания которой равнс разбором
- № 245342… Найдите объем многогранника, вершинами которого являются точки … … B, C правильной треугольной призмы … площадь основания которой равна 4,с разбором
- № 245343… Найдите объем многогранника, вершинами которого являются точки A, B, C, D, E, F, … правильной шестиугольной призмы … площадь основания котс разбором
- № 245344… Найдите объем многогранника, вершинами которого являются точки … … правильной шестиугольной призмы … площадь основания которой равна 6, а с разбором
- № 245345… Найдите объем многогранника, вершинами которого являются точки A, B, D, E, … … … … правильной шестиугольной призмы … площадь основания котс разбором
- № 245346… Найдите объем многогранника, вершинами которого являются точки A, B, C, D, A1, B1, C1, D1 правильной шестиугольной призмы ABCDEFA1B1C1D1E1с разбором
- № 245356… Площадь поверхности правильной треугольной призмы равна 6. Какой станет площадь поверхности призмы, если все её рёбра увеличатся в три разс разбором
- № 245365… В правильной шестиугольной призме … все ребра равны 1. Найдите расстояние между точками B и …с разбором
- № 245368… В правильной шестиугольной призме … все ребра равны 1. Найдите угол … Ответ дайте в градусах.с разбором
- № 316553… В правильной шестиугольной призме … все ребра которой равны 8, найдите угол между прямыми FA и … Ответ дайте в градусах.с разбором
- № 316554В кубе … найдите угол между прямыми … и … Ответ дайте в градусах.с разбором
- № 316558… В правильной треугольной призме … все ребра которой равны 3, найдите угол между прямыми … и … Ответ дайте в градусах.с разбором
- № 318475… В правильной четырёхугольной призме … известно, что … Найдите угол между диагоналями … и … Ответ дайте в градусах.с разбором
- № 324451… В правильной треугольной призме ABCA1B1C1 стороны оснований равны 2, боковые рёбра равны 5. Найдите площадь сечения призмы плоскостью, прос разбором
- № 324457… В правильной четырёхугольной призме ABCDA1B1C1D1 ребро AA1 равно 15, а диагональ BD1 равна 17. Найдите площадь сечения призмы плоскостью, с разбором
- № 324459… Объём треугольной призмы, отсекаемой от куба плоскостью, проходящей через середины двух рёбер, выходящих из одной вершины, и параллельной с разбором
- № 502016… В прямоугольном параллелепипеде ABCDA1B1C1D1 известны длины рёбер: AB = 9, AD = 12, AA1 = 18. Найдите синус угла между прямыми A1D1 и AC.с разбором
- № 503245… В правильной шестиугольной призме ABCDEFA1B1C1D1E1F1, все рёбра которой равны 5, найдите угол между прямыми FA и D1E1. Ответ дайте в градус разбором
- № 509576… Основанием прямой треугольной призмы служит прямоугольный треугольник с катетами 5 и 12, боковое ребро призмы равно 8. Найдите площадь бокс разбором
- № 510068… Через среднюю линию основания треугольной призмы, проведена плоскость, параллельная боковому ребру. Найдите площадь боковой поверхности прс разбором
- № 27083… Основанием прямой треугольной призмы служит прямоугольный треугольник с катетами 3 и 5. Объем призмы равен 30. Найдите ее боковое ребро.с разбором
- № 27084… Найдите объем правильной шестиугольной призмы, стороны основания которой равны 1, а боковые ребра равны …с разбором
- № 245357… Найдите объем правильной шестиугольной призмы, все ребра которой равны …с разбором
- № 245364… В правильной шестиугольной призме … все ребра равны 1. Найдите расстояние между точками A и …с разбором
- № 245366… В правильной шестиугольной призме … все ребра равны … Найдите расстояние между точками B и …с разбором
- № 245367… В правильной шестиугольной призме … все ребра равны 1. Найдите тангенс угла …с разбором
- № 245369… В правильной шестиугольной призме … все ребра равны 1. Найдите угол … Ответ дайте в градусах.с разбором
- № 27150… В треугольной призме две боковые грани перпендикулярны. Их общее ребро равно 10 и отстоит от других боковых ребер на 6 и 8. Найдите площадс разбором
- № 27068… Площадь боковой поверхности треугольной призмы равна 24. Через среднюю линию основания призмы проведена плоскость, параллельная боковому рс разбором
- № 27108… Найдите объем призмы, в основаниях которой лежат правильные шестиугольники со сторонами 2, а боковые ребра равны … и наклонены к плоскостис разбором
- № 522969… В правильной треугольной призме ABCA1B1C1 известно, что … Найдите угол между прямыми AB1 и CC1. Ответ дайте в градусах.с разбором
- № 541817… Через среднюю линию основания треугольной призмы проведена плоскость, параллельная боковому ребру. Найдите объём этой призмы, если объём ос разбором
- № 627981… Площадь боковой поверхности треугольной призмы равна 36. Через среднюю линию основания этой призмы проведена плоскость, параллельная боковс разбором
- № 639940Кусок льда представляет собой правильную шестиугольную призму высотой 18 см. Его планируют расплавить и вновь заморозить так, чтобы получилас разбором
- № 654825… В правильной шестиугольной призме ABCDEFA1B1C1D1E1F1 все рёбра равны 30. Найдите тангенс угла между прямыми C1F и AA1.с разбором
Ответы кратко — все задачи подтемы
| № | Условие | Ответ |
|---|---|---|
| 27047 | В сосуд, имеющий форму правильной треугольной призмы, налили 2300 см3 воды и погрузили в в… | 184 |
| 27048 | В сосуд, имеющий форму правильной треугольной призмы, налили воду. Уровень воды достигает … | 5 |
| 27057 | Найдите площадь боковой поверхности правильной шестиугольной призмы, сторона основания кот… | 300 |
| 27062 | Найдите площадь поверхности прямой призмы, в основании которой лежит ромб с диагоналями, р… | 248 |
| 27063 | Найдите боковое ребро правильной четырехугольной призмы, если сторона ее основания равна 2… | 12 |
| 27082 | Основанием прямой треугольной призмы служит прямоугольный треугольник с катетами 6 и 8, бо… | 120 |
| 27104 | Гранью параллелепипеда является ромб со стороной 1 и острым углом 60°. Одно из ребер парал… | 1,5 |
| 27106 | Через среднюю линию основания треугольной призмы, объем которой равен 32, проведена плоско… | 8 |
| 27107 | Через среднюю линию основания треугольной призмы проведена плоскость, параллельная боковом… | 20 |
| 27112 | От треугольной призмы, объем которой равен 6, отсечена треугольная пирамида плоскостью, пр… | 4 |
| 27132 | Основанием прямой треугольной призмы служит прямоугольный треугольник с катетами 6 и 8, вы… | 288 |
| 27148 | В основании прямой призмы лежит ромб с диагоналями, равными 6 и 8. Площадь ее поверхности … | 10 |
| 27151 | Основанием прямой треугольной призмы служит прямоугольный треугольник с катетами 6 и 8. Пл… | 10 |
| 27153 | Через среднюю линию основания треугольной призмы проведена плоскость, параллельная боковом… | 16 |
| 27183 | Объём куба равен 12. Найдите объём треугольной призмы, отсекаемой от куба плоскостью, прох… | 1,5 |
| 245340 | Найдите объем многогранника, вершинами которого являются точки A, B, C, A1 правильной треу… | 2 |
| 245341 | Найдите объем многогранника, вершинами которого являются точки A, B, C, A_1, C_1 правильно… | 4 |
| 245342 | Найдите объем многогранника, вершинами которого являются точки A_1, B_1, B, C правильной т… | 4 |
| 245343 | Найдите объем многогранника, вершинами которого являются точки A, B, C, D, E, F, A_1 прави… | 4 |
| 245344 | Найдите объем многогранника, вершинами которого являются точки A, B, C, A_1, B_1, C_1 прав… | 3 |
| 245345 | Найдите объем многогранника, вершинами которого являются точки A, B, D, E, A_1, B_1, D_1, … | 8 |
| 245346 | Найдите объем многогранника, вершинами которого являются точки A, B, C, D, A1, B1, C1, D1 … | 6 |
| 245356 | Площадь поверхности правильной треугольной призмы равна 6. Какой станет площадь поверхност… | 54 |
| 245365 | В правильной шестиугольной призме ABCDEFA_1B_1C_1D_1E_1F_1 все ребра равны 1. Найдите расс… | 2 |
| 245368 | В правильной шестиугольной призме ABCDEFA_1B_1C_1D_1E_1F_1 все ребра равны 1. Найдите угол… | 60 |
| 316553 | В правильной шестиугольной призме ABCDEFA_1B_1C_1D_1E_1F_1, все ребра которой равны 8, най… | 60 |
| 316554 | В кубе ABCDA_1B_1C_1D_1 найдите угол между прямыми AD_1 и B_1D_1. Ответ дайте в градусах.… | 60 |
| 316558 | В правильной треугольной призме ABCA_1B_1C_1, все ребра которой равны 3, найдите угол межд… | 45 |
| 318475 | В правильной четырёхугольной призме ABCDA_1B_1C_1D_1 известно, что AC_1=2BC. Найдите угол … | 60 |
| 324451 | В правильной треугольной призме ABCA1B1C1 стороны оснований равны 2, боковые рёбра равны 5… | 5 |
| 324457 | В правильной четырёхугольной призме ABCDA1B1C1D1 ребро AA1 равно 15, а диагональ BD1 равна… | 120 |
| 324459 | Объём треугольной призмы, отсекаемой от куба плоскостью, проходящей через середины двух рё… | 16 |
| 502016 | В прямоугольном параллелепипеде ABCDA1B1C1D1 известны длины рёбер: AB = 9, AD = 12, AA1 = … | 0,6 |
| 503245 | В правильной шестиугольной призме ABCDEFA1B1C1D1E1F1, все рёбра которой равны 5, найдите у… | 60 |
| 509576 | Основанием прямой треугольной призмы служит прямоугольный треугольник с катетами 5 и 12, б… | 240 |
| 510068 | Через среднюю линию основания треугольной призмы, проведена плоскость, параллельная боково… | 74 |
| 27083 | Основанием прямой треугольной призмы служит прямоугольный треугольник с катетами 3 и 5. Об… | 4 |
| 27084 | Найдите объем правильной шестиугольной призмы, стороны основания которой равны 1, а боковы… | 4,5 |
| 245357 | Найдите объем правильной шестиугольной призмы, все ребра которой равны √(3).… | 13,5 |
| 245364 | В правильной шестиугольной призме ABCDEFA_1B_1C_1D_1E_1F_1 все ребра равны 1. Найдите расс… | 2 |
| 245366 | В правильной шестиугольной призме ABCDEFA_1B_1C_1D_1E_1F_1 все ребра равны √(5). Найдите р… | 5 |
| 245367 | В правильной шестиугольной призме ABCDEFA_1B_1C_1D_1E_1F_1 все ребра равны 1. Найдите танг… | 2 |
| 245369 | В правильной шестиугольной призме ABCDEFA_1B_1C_1D_1E_1F_1 все ребра равны 1. Найдите угол… | 60 |
| 27150 | В треугольной призме две боковые грани перпендикулярны. Их общее ребро равно 10 и отстоит … | 240 |
| 27068 | Площадь боковой поверхности треугольной призмы равна 24. Через среднюю линию основания при… | 12 |
| 27108 | Найдите объем призмы, в основаниях которой лежат правильные шестиугольники со сторонами 2,… | 18 |
| 522969 | В правильной треугольной призме ABCA1B1C1 известно, что AB= корень из 3 AA_1. Найдите угол… | 60 |
| 541817 | Через среднюю линию основания треугольной призмы проведена плоскость, параллельная боковом… | 28 |
| 627981 | Площадь боковой поверхности треугольной призмы равна 36. Через среднюю линию основания это… | 18 |
| 639940 | Кусок льда представляет собой правильную шестиугольную призму высотой 18 см. Его планируют… | 27 |
| 654825 | В правильной шестиугольной призме ABCDEFA1B1C1D1E1F1 все рёбра равны 30. Найдите тангенс у… | 2 |
О чём эта подтема
Задание 3 профильного ЕГЭ по стереометрии — это простая на первый взгляд, но требующая аккуратности задача на вычисление элемента геометрического тела: объёма, площади поверхности, длины ребра или высоты. Призма — одна из самых частых фигур в этом задании наряду с параллелепипедом, цилиндром, конусом и пирамидой.
В отличие от заданий 14 и 16, здесь не нужно доказывать перпендикулярность или строить сечения — достаточно знать формулы и уметь их применять к конкретным числам. Часто задачи на призму формулируются как практические сюжеты: лёд, вода в сосуде, изменение размеров фигуры при сохранении объёма. Такие задачи проверяют не только знание формул, но и умение переводить текст на язык математики.
Что нужно знать
Призма — это многогранник, у которого два основания — равные многоугольники, лежащие в параллельных плоскостях, а боковые грани — параллелограммы.
Основная формула, которая нужна почти всегда: где — площадь основания, — высота призмы (расстояние между плоскостями оснований, а не длина бокового ребра, если призма наклонная).
Для прямой призмы высота равна длине бокового ребра. В заданиях 3 почти всегда встречаются именно прямые призмы, часто ещё и правильные.
Правильная призма — прямая призма, в основании которой лежит правильный многоугольник. Нужно помнить площади правильных многоугольников со стороной :
- равносторонний треугольник: ;
- квадрат: ;
- правильный шестиугольник (состоит из 6 равносторонних треугольников): .
Для прямоугольного параллелепипеда (частный случай призмы) объём: где — длины рёбер.
Площадь боковой поверхности прямой призмы: где — периметр основания.
Площадь полной поверхности:
Отдельный важный тип задач — про сосуды с водой и про переплавку/переливание вещества. Здесь работает физический принцип: объём вещества не меняется, если оно не расширяется и не сжимается (лёд, вода, металл при переплавке). Это позволяет составить уравнение даже без явного упоминания слова «объём» в условии.
Ещё одна идея, которая часто нужна: если в сосуд-призму с известной площадью основания налили жидкость и уровень поднялся на , то дополнительный объём равен Это справедливо, потому что горизонтальное сечение призмы на любой высоте имеет одну и ту же площадь основания.
Как решать: метод и алгоритм
- Определите тип призмы — правильная, прямая, наклонная, прямоугольный параллелепипед. От этого зависит, какую формулу площади основания использовать.
- Выпишите известные величины: сторону основания, высоту, объём, площадь поверхности — то, что дано в условии.
- Определите, что является неизвестным и через какую формулу оно связано с известными величинами.
- Если в задаче фигурирует изменение формы при сохранении вещества (переплавка льда, металла), составьте уравнение равенства объёмов:
- Если в задаче речь идёт о сосуде с жидкостью и погружённом теле, используйте идею: объём вытесненной жидкости равен объёму погружённого тела, а объём вытесненной жидкости считается через площадь основания сосуда и изменение уровня:
- Подставьте числа, аккуратно проведите алгебраические преобразования — часто общий множитель (например, ) сокращается, и уравнение сильно упрощается.
- Проверьте размерность ответа и его правдоподобность (высота не может быть отрицательной, объём — тоже).
Главная ловушка этой подтемы — спутать высоту призмы с боковым ребром (актуально для наклонных призм) или неправильно посчитать площадь основания сложного многоугольника. Второй частый источник ошибок — неверное применение принципа сохранения объёма, когда путают, что именно остаётся постоянным.
Разбор примера
Пример 1.
Условие: кусок льда представляет собой правильную шестиугольную призму высотой 18 см. Его расплавили и снова заморозили так, чтобы получилась правильная треугольная призма, сторона основания которой в 2 раза больше стороны основания исходной. Найти высоту новой призмы.
Шаг 1. Объём исходной призмы.
Пусть сторона основания шестиугольной призмы равна . Площадь правильного шестиугольника состоит из 6 равносторонних треугольников со стороной : Высота призмы дана — 18 см, значит
Шаг 2. Объём новой призмы.
Новая призма — правильная треугольная, сторона её основания равна . Площадь равностороннего треугольника со стороной : Если высота новой призмы равна , то
Шаг 3. Применяем сохранение объёма.
Масса льда не изменилась, плотность тоже, значит объём воды в твёрдом состоянии остался тем же: : Обе части делятся на (эта величина не равна нулю), получаем:
Ответ: 27 см.
Важный методический момент: значение вообще не нужно было находить — оно сократилось. Это типичная ситуация в задачах на переплавку: сторона основания задаётся буквой, и в итоге все буквенные множители взаимно уничтожаются.
Пример 2.
Условие: в сосуд, имеющий форму правильной треугольной призмы, налили 2300 см³ воды, и погрузили в воду деталь. При этом уровень воды поднялся с отметки 25 см до отметки 27 см. Найти объём детали.
Шаг 1. Найдём площадь основания сосуда.
Сосуд имеет форму правильной треугольной призмы, значит его горизонтальное сечение на любой высоте — треугольник, равный основанию, с постоянной площадью . Объём воды до погружения детали равен произведению площади основания на высоту уровня воды: Подставляем известные числа: см³, см:
Шаг 2. Найдём объём детали через изменение уровня воды.
Когда в сосуд погрузили деталь, вода поднялась до отметки 27 см — вода как бы «вытеснилась» деталью и заняла дополнительный слой высотой см. Объём этого слоя равен объёму погружённой детали (при условии, что деталь полностью под водой, что следует из условия):
Ответ: 184 см³.
Здесь ключевая идея — использовать тот факт, что сечение призмы одинаково на любой высоте, поэтому объём столбика воды между двумя уровнями считается так же просто, как объём самой призмы: площадь основания умножить на высоту столбика.
Типичные ошибки
- Путаница между высотой призмы и боковым ребром. Для прямой призмы это одно и то же, но в общем случае (наклонная призма) высота — это перпендикулярное расстояние между основаниями, а не длина ребра.
- Неверный расчёт площади правильного шестиугольника. Часто забывают множитель 6 или путают формулу с площадью одного треугольника.
- Забывают, что сохраняется именно объём, а не площадь основания или высота. При переплавке льда/металла в другую форму нельзя переносить линейные размеры — нужно приравнивать именно объёмы.
- Ошибка в направлении изменения уровня воды. Нужно внимательно смотреть, растёт уровень (тело погружают) или падает (тело вынимают), и правильно вычислять .
- Забывают, что деталь может быть погружена не полностью. Если это не оговорено явно и следует из физического смысла задачи, стоит перепроверить условие — но в задании 3 обычно подразумевается полное погружение.
- Арифметические ошибки при работе с . Стоит группировать иррациональные множители и сокращать их до подстановки чисел, а не после.
На что обратить внимание на экзамене
Задание 3 — это задача на 1 балл, и она должна решаться быстро, за 2–3 минуты. Прежде чем считать, чётко определите тип призмы и то, что именно требуется найти — объём, площадь, ребро или высоту. Если в условии фигурирует бытовой сюжет (лёд, вода, сосуд), сразу подумайте, какой физический закон здесь скрыт: чаще всего это сохранение объёма или связь объёма с площадью основания и высотой столбика жидкости.
При вычислении площадей правильных многоугольников держите под рукой формулы для треугольника, квадрата и шестиугольника — их полезно помнить наизусть, чтобы не тратить время на вывод во время экзамена. Также заранее решите для себя, что деление на общий буквенный множитель (например, ) — это нормальный и ожидаемый шаг в задачах на переплавку, не нужно бояться, что «неизвестная не найдена явно» — если она сокращается, значит, задача устроена именно так.
Наконец, всегда проверяйте единицы измерения и правдоподобность численного ответа: высота или объём не могут получиться отрицательными или неправдоподобно большими для заданного контекста.
Частые вопросы
Чем отличается высота призмы от бокового ребра?
Для прямой призмы это одно и то же. Для наклонной призмы высота — это перпендикулярное расстояние между плоскостями оснований, а боковое ребро может быть длиннее и располагается под углом к основанию.
Как быстро посчитать площадь правильного шестиугольника со стороной a?
Шестиугольник состоит из 6 равносторонних треугольников со стороной a, поэтому его площадь равна .
Почему в задачах на переплавку льда или металла объём не меняется, а форма меняется?
Потому что масса вещества сохраняется, а плотность вещества в задаче считается постоянной (агрегатное состояние не меняется в ходе решения задачи или считается, что учитывается только объём твёрдого тела), поэтому объём вещества остаётся тем же самым.
Как найти объём тела, погружённого в сосуд с жидкостью, зная изменение уровня воды?
Нужно умножить площадь основания сосуда на разницу уровней воды до и после погружения: , при условии, что тело полностью погружено под воду.
Какие формулы обязательно нужно помнить наизусть для этой подтемы?
Объём призмы , площадь боковой поверхности прямой призмы , а также формулы площадей равностороннего треугольника, квадрата и правильного шестиугольника через сторону.
Что делать, если в задаче сторона основания не дана числом, а только буквой?
Обычно такая буква сокращается в ходе решения — например, при составлении уравнения сохранения объёма обе части делятся на одинаковый множитель с этой буквой, и находить её значение не требуется.