Lecția 1 din 2 · Arii și volume: corpuri rotunde și sfera
Aria și volumul cilindrului, conului și trunchiului de con
Știi deja elementele cilindrului, ale conului și ale trunchiului de con. Acum calculezi cât material le acoperă (aria) și cât încape în ele (volumul). Formulele seamănă cu cele de la prismă, piramidă și trunchi de piramidă, doar că baza este un cerc.
Ce vei învăța
- Calculezi aria laterală, aria totală și volumul unui cilindru circular drept
- Deosebești înălțimea de generatoarea a conului și le legi prin
- Calculezi aria laterală, aria totală și volumul unui con circular drept
- Calculezi aria laterală, aria totală și volumul unui trunchi de con
- Afli o dimensiune lipsă (raza, înălțimea, generatoarea) dintr-o arie sau dintr-un volum
Recomandat înainte: Aria și volumul prismei, piramidei regulate și trunchiului de piramidă regulată
Ideea de bază
Cilindrul se comportă ca o prismă cu baza un cerc: volumul este aria bazei înmulțită cu înălțimea. Conul se comportă ca o piramidă: volumul este o treime din cel al cilindrului cu aceeași bază și aceeași înălțime. Ariile laterale vin din desfășurări: un dreptunghi la cilindru, un sector de cerc la con.
Aria și volumul cilindrului
Baza cilindrului este un disc de rază , deci aria bazei este . Cilindrul are două baze congruente.
Dacă tai suprafața laterală de-a lungul unei generatoare și o întinzi, obții un dreptunghi. O latură are lungimea cercului bazei, ; cealaltă este înălțimea . De aici vine aria laterală.
Pentru cilindrul din figură ( cm, cm): cm², cm², cm², cm³.
Două baze la aria totală
Cilindrul are două baze, deci . Dacă vasul este deschis sus (un pahar, o cană), adaugi o singură bază: citește atent ce cere problema.
Aria și volumul conului
La con apar trei segmente diferite: raza bazei , înălțimea (de la vârf, perpendicular pe bază, până în centrul ) și generatoarea (de la vârf până la un punct de pe cercul bazei). Ele formează un triunghi dreptunghic cu ipotenuza , deci .
Desfășurată, suprafața laterală a conului este un sector de cerc cu raza și arcul . Aria lui este .
Pentru conul din figură: cm², cm², cm², cm³.
Generatoarea la arie, înălțimea la volum
Aria laterală folosește generatoarea: . Volumul folosește înălțimea: . Dacă problema îți dă doar una dintre ele, o afli pe cealaltă din .
Conul are o singură bază
La aria totală a conului adaugi o singură bază, . Vârful este un punct, nu o a doua bază.
Aria și volumul trunchiului de con
Trunchiul de con are două baze paralele, discuri de raze diferite: baza mare, de rază , și baza mică, de rază . Înălțimea este distanța dintre baze (), iar generatoarea unește un punct al cercului mare cu punctul corespunzător al cercului mic.
Relația dintre , și razele bazelor vine din trapezul dreptunghic : dacă cobori din perpendiculara pe , obții un triunghi dreptunghic cu catetele și și ipotenuza . Deci .
În formula volumului, și vin din cele două baze, iar este produsul celor două raze (nu un pătrat). Pentru trunchiul din figură: cm², cm², cm³.
Verificare: con mare minus con mic
Trunchiul din figură provine dintr-un con cu raza cm și înălțimea cm, din care s-a tăiat un con cu raza cm și înălțimea cm. Diferența volumelor: cm³, același rezultat ca formula.
Unități
Ariile se scriu în unități pătrate (cm², m²), volumele în unități cubice (cm³, m³). Exponentul unității trebuie să se potrivească: o arie înmulțește două lungimi, un volum înmulțește trei.
Exemple rezolvate
Aria laterală a cilindrului
Un cilindru circular drept are raza cm și înălțimea cm. Calculează aria laterală.
Vezi rezolvarea
cm².
Aria totală a cilindrului
Pentru același cilindru ( cm, cm), calculează aria totală.
Vezi rezolvarea
Aria unei baze: cm².
cm².
Volumul cilindrului
Pentru același cilindru ( cm, cm), calculează volumul.
Vezi rezolvarea
cm³.
Înălțimea cilindrului, din volum
Un cilindru are raza cm și volumul cm³. Calculează înălțimea.
Vezi rezolvarea
Aria bazei: cm².
Din : cm.
Generatoarea conului
Un con circular drept are raza cm și înălțimea cm. Calculează generatoarea.
Vezi rezolvarea
cm.
Aria laterală și aria totală a conului
Pentru conul de mai sus ( cm, cm), calculează aria laterală și aria totală.
Vezi rezolvarea
cm².
cm².
Volumul conului
Pentru același con ( cm, cm), calculează volumul.
Vezi rezolvarea
cm³.
Din aria laterală la volum
Un con are raza cm și aria laterală cm². Calculează generatoarea, înălțimea și volumul.
Vezi rezolvarea
Din : , deci cm.
cm.
cm³.
Generatoarea trunchiului de con
Un trunchi de con are razele bazelor cm și cm și înălțimea cm. Calculează generatoarea.
Vezi rezolvarea
Diferența razelor: cm.
cm.
Aria laterală și aria totală a trunchiului de con
Pentru trunchiul de mai sus ( cm, cm, cm), calculează aria laterală și aria totală.
Vezi rezolvarea
cm².
Bazele: cm² și cm². cm².
Volumul trunchiului de con
Pentru același trunchi ( cm, cm, cm), calculează volumul.
Vezi rezolvarea
.
cm³.
O cutie de conserve
O cutie de conserve are forma unui cilindru cu raza cm și înălțimea cm. Cât lichid încape în ea, aproximativ, în litri? Folosește .
Vezi rezolvarea
cm³.
Cu : cm³. Cum litru cm³, în cutie încap aproximativ litri.
Eroare: înălțimea în locul generatoarei
Un con are cm și cm. Un elev calculează aria laterală astfel: cm². Este corect?
Vezi rezolvarea
Nu. Aria laterală folosește generatoarea, nu înălțimea.
cm, deci cm².
Eroare: volumul conului fără factorul
Un elev calculează volumul unui con cu cm și cm astfel: cm³. Ce a greșit?
Vezi rezolvarea
A calculat volumul cilindrului cu aceeași bază și aceeași înălțime.
Volumul conului este o treime din acesta: cm³.
Greșeli frecvente
Aria laterală a conului este .
Aria laterală a conului folosește generatoarea: . Înălțimea apare doar în volum. Dacă știi doar , afli din .
Volumul conului este , ca la cilindru.
Volumul conului este , o treime din volumul cilindrului cu aceeași bază și aceeași înălțime.
Aria totală a cilindrului este .
Cilindrul închis are două baze: . O singură bază se adaugă doar dacă problema spune explicit că vasul e deschis.
Aria totală a conului este .
Conul are o singură bază: .
Aria laterală și aria totală sunt același lucru.
Aria laterală este doar suprafața dintre baze (sau de la vârf la bază). Aria totală adaugă bazele.
La trunchiul de con, sau .
În triunghiul dreptunghic din secțiunea axială, catetele sunt și diferența razelor: .
În volumul trunchiului de con, termenul din mijloc este sau .
Paranteza este : pătratele celor două raze și produsul lor, o singură dată.
Volumul se poate scrie în cm², dacă numărul e corect.
Volumul se scrie în unități cubice (cm³, m³), aria în unități pătrate (cm², m²). Un rezultat cu unitatea greșită este greșit.
Exerciții
Ușor
Scrie formula ariei laterale a unui cilindru cu raza și înălțimea .
Arată răspunsul
Răspuns: .
Scrie formula volumului unui con cu raza și înălțimea .
Arată răspunsul
Răspuns: .
Un cilindru are raza cm și înălțimea cm. Calculează aria laterală.
Arată răspunsul
Răspuns: cm².
cm².
Un cilindru are raza cm și înălțimea cm. Calculează volumul.
Arată răspunsul
Răspuns: cm³.
cm³.
Un con are raza cm și generatoarea cm. Calculează aria laterală.
Arată răspunsul
Răspuns: cm².
cm².
Un con are raza cm și înălțimea cm. Calculează volumul.
Arată răspunsul
Răspuns: cm³.
cm³.
Un con are raza cm și înălțimea cm. Calculează generatoarea.
Arată răspunsul
Răspuns: cm.
cm.
Câte baze au un cilindru, un con și un trunchi de con?
Arată răspunsul
Răspuns: Cilindrul are două baze congruente, conul are o bază, trunchiul de con are două baze de raze diferite.
Calculează aria bazei unui cilindru cu raza cm.
Arată răspunsul
Răspuns: cm².
cm².
Mediu
Un cilindru are raza cm și înălțimea cm. Calculează aria laterală, aria totală și volumul.
Arată răspunsul
Răspuns: cm², cm², cm³.
; ; .
Un con are raza cm și înălțimea cm. Calculează generatoarea, aria laterală, aria totală și volumul.
Arată răspunsul
Răspuns: cm, cm², cm², cm³.
; ; ; .
Un cilindru are diametrul bazei cm și înălțimea cm. Calculează volumul.
Arată răspunsul
Răspuns: cm³.
Raza este jumătate din diametru: cm. cm³.
Un cilindru are volumul cm³ și înălțimea cm. Calculează raza.
Arată răspunsul
Răspuns: cm.
, deci și cm.
Un con are raza cm și aria laterală cm². Calculează generatoarea și înălțimea.
Arată răspunsul
Răspuns: cm, cm.
, deci ; cm.
Un trunchi de con are cm, cm și cm. Calculează generatoarea și aria laterală.
Arată răspunsul
Răspuns: cm, cm².
; cm².
Pentru trunchiul de mai sus ( cm, cm, cm, cm²), calculează aria totală și volumul.
Arată răspunsul
Răspuns: cm², cm³.
; cm³.
Secțiunea axială a unui cilindru este un pătrat cu latura cm. Calculează aria laterală și volumul cilindrului.
Arată răspunsul
Răspuns: cm², cm³.
Latura pătratului este diametrul bazei și înălțimea: , . ; .
Un rezervor cilindric are raza m și înălțimea m. Câți litri încap în el, aproximativ? Folosește .
Arată răspunsul
Răspuns: Aproximativ litri.
m³ m³; m³ litri.
Un elev scrie aria totală a unui con astfel: . Explică greșeala.
Arată răspunsul
Răspuns: Conul are o singură bază, deci .
Secțiunea axială a unui con este un triunghi echilateral cu latura cm. Calculează aria laterală și volumul conului.
Arată răspunsul
Răspuns: cm², cm³.
, , . ; cm³.
Un elev scrie: „volumul cilindrului este cm²”. Ce trebuie corectat?
Arată răspunsul
Răspuns: Unitatea: volumul se măsoară în cm³, deci cm³.
Provocare
Un cilindru și un con au aceeași rază și aceeași înălțime. De câte ori este mai mare volumul cilindrului?
Arată răspunsul
Răspuns: De ori.
.
Raza unui cilindru se dublează, iar înălțimea rămâne aceeași. De câte ori cresc volumul și aria laterală?
Arată răspunsul
Răspuns: Volumul de ori, aria laterală de ori.
depinde de ; depinde de .
Un trunchi de con are cm, cm și cm. Calculează înălțimea și volumul.
Arată răspunsul
Răspuns: cm, cm³.
; cm³.
Un con are raza cm și aria totală cm². Calculează înălțimea și volumul.
Arată răspunsul
Răspuns: cm, cm³.
, deci și ; ; cm³.
Un con cu raza cm și înălțimea cm este tăiat cu un plan paralel cu baza, la jumătatea înălțimii. Calculează volumul trunchiului de con obținut, în două moduri.
Arată răspunsul
Răspuns: cm³.
Conul mic are , . Diferența: . Cu formula, , , : cm³.
Mini-test
Rezolvă pe caiet, apoi vezi răspunsul. Nu se salvează niciun punctaj.
1. Care este aria laterală a unui con cu raza , înălțimea și generatoarea ?
Arată răspunsul
Răspuns:
Aria laterală a conului este ; folosește generatoarea, nu înălțimea.
2. Care este volumul unui cilindru cu raza și înălțimea ?
Arată răspunsul
Răspuns:
Volumul cilindrului este aria bazei, , înmulțită cu înălțimea.
3. Care este aria laterală a unui trunchi de con cu razele și și generatoarea ?
Arată răspunsul
Răspuns:
.
4. Care este volumul unui trunchi de con cu razele , și înălțimea ?
Arată răspunsul
Răspuns:
, cu înălțimea , nu cu generatoarea.
5. Ce relație leagă raza , înălțimea și generatoarea a unui con?
Arată răspunsul
Răspuns:
Generatoarea este ipotenuza triunghiului dreptunghic cu catetele și .
6. Un cilindru are cm și cm. Calculează volumul.
Arată răspunsul
Răspuns: cm³.
7. Un con are cm și cm. Calculează aria laterală.
Arată răspunsul
Răspuns: cm².
8. Un con are cm și cm. Calculează generatoarea.
Arată răspunsul
Răspuns: cm.
cm.
9. Un trunchi de con are cm, cm și cm. Calculează aria laterală.
Arată răspunsul
Răspuns: cm².
Întrebări frecvente
Care este diferența dintre înălțimea și generatoarea conului?
Înălțimea coboară din vârf perpendicular pe bază, până în centrul ei. Generatoarea merge din vârf până la un punct de pe cercul bazei, pe suprafața conului. Generatoarea este mai lungă: .
De unde vine formula ariei laterale a cilindrului?
Suprafața laterală desfășurată este un dreptunghi cu o latură egală cu lungimea cercului bazei, , și cealaltă egală cu înălțimea . Aria dreptunghiului este .
De ce volumul conului are factorul ?
Conul ocupă o treime din cilindrul cu aceeași bază și aceeași înălțime, exact cum piramida ocupă o treime din prisma corespunzătoare.
Las rezultatul cu sau îl aproximez?
Răspunsul exact se scrie cu (de exemplu cm³). Aproximezi doar când problema o cere, de obicei cu , și scrii clar că rezultatul este aproximativ.
Cum calculez generatoarea trunchiului de con?
Din triunghiul dreptunghic cu catetele și : .
Pot calcula volumul trunchiului de con ca diferență a două conuri?
Da, dacă știi conul mare și conul mic tăiat. Formula dă același rezultat direct, din datele trunchiului.
Resurse utile
Ai terminat lecția
Aria și volumul cilindrului, conului și trunchiului de con
Ai parcurs această lecție. Poți continua folosind navigarea de mai jos.





