Всем доброго дня! Зовут меня Иван, и я папа школьника, который не слишком силен в математике. Недавно сыну задали задание – найти объем параллелепипеда и немного покорпев над ним и так и не сумев решить задачку, он обратился ко мне. Школьных знаний в моей памяти осталось немного, а потому пришлось браться за учебники, перечитывать их и потом объяснять изученный материал сыну. Наверняка мой опыт окажется полезным и для других родителей и потому я и написал эту статью, в которой подробно рассказана информация по решению задач на объем этой геометрической фигуры.

Немного теории

Прежде чем я расскажу, как собственно найти объем и площадь параллелепипеда, и по какой формуле, давайте вместе вспомним, что же это за такое. У этой геометрической фигуры имеется три равнозначных трактовки:

  1. Параллелепипедом считается многогранник с 6-ью гранями, особенность которых заключается в том, что любая – это параллелограмм.
  2. Под термин попадает и шестигранник с 3-мя парами граней, которые будут параллельны друг дружке.
  3. Параллелепипедом называется и призма, в основе которой будет параллелограмм.

Чаще всего исчислить объем требуется у параллелепипедов нескольких разных видов. Для каждого случая есть своя формула и свое решение и ниже я подробно объясню, как решать типовые задачи по исчислению объемов разных видов этой геометрической фигуры.

Переходим к практике

Как решить задачу на нахождение объема прямоугольного параллелепипеда? Особенностью этого типа фигуры является то, что каждая ее грань – это прямоугольник. Если хотите понять, как выглядит прямоугольный параллелепипед – посмотрите на самую обычную коробку из-под обуви.


Чтобы решить задачку, сначала ищем значения двух сторон основания фигуры. Стороны имеют перпендикулярное расположение друг к другу и находятся по формуле: П-АхБ, где А – это длина, а Б – это ширина. Далее выясняем еще один ключевой параметр, а именно находим высоту. И затем переходим к вычислению объема, в котором рабочей будет такая формула: V=ПхН, то есть для получения объема нужно площадь основания умножить на высоту. Как найти высоту – тут стоит заглянуть в учебник по геометрии и выписать формулу по нахождению ребра фигуры.

Чтобы найти объем прямого параллелепипеда прямого, разберемся с тем, как выглядит эта конкретная фигура. Ее боковые грани – прямоугольники, перпендикулярные основанию, а потому объем будет вычисляться идентично задаче выше, но только следует учесть, что высотой будет выступать не ребро фигуры, а отрезок, соединяющий грани противоположные друг другу и перпендикулярный основе. Основание здесь параллелограмм и потому формула будет чуть сложней: П=АхБхsin(а). А, Б – это длина и ширина основания, а «а» - это угол, который они будут образовывать, пересекаясь.

Объём параллелепипеда

Разберемся с объемом наклонного типа фигуры. Грани этого типа фигуры не перпендикулярны ее основанию, а потому расчеты следует начать с нахождения высоты. Высоту умножаем на площадь основания и получаем объем, то есть формула у нас выглядит следующим образом: V=ПхН.

Остается узнать, как исчислить объем фигуры, грани которой квадратные. Такую фигуру чаще называют кубом, но в тоже время она является параллелепипедом, каждая грань которого – квадрат. А потому все ее ребра будут равны между собой. Формула вычисления объема будет максимально простой: нужно измерить ребра и результат исчислений возвести в 3-ю степень.

Вот так находится объем такой интересной геометрической фигуры как параллелепипед. Надеюсь, написанная мною короткая шпаргалка станет хорошим подспорьем для школьников и родителей в решении задач по геометрии и ни одну контрольную ваш ученик не напишет на плохую отметку!

Перед тем как мы перейдем к практической части статьи, где будем искать объем параллелепипеда, давайте вспомним, что это за фигура такая, и узнаем, для чего эти расчеты могут нам понадобиться.

Существует три определения, и все они эквивалентны. Так, параллелепипедом является:

1. Многогранник, имеющий шесть граней, каждая из которых представляет собой параллелограмм.

2. Шестигранник, который имеет три пары граней, параллельных меж собой.

3. Призма, в основании которой находится параллелограмм.

Самые, пожалуй, распространенные в нашей реальной жизни типы рассматриваемой геометрической фигуры - это прямоугольный параллелепипед и куб. Кроме того, различают наклонный и прямой параллелепипед.

Прямоугольный параллелепипед: объем

Прямоугольный параллелепипед отличает то, что каждая грань его - это прямоугольник. В качестве бытового примера этой фигуры можно привести обычную коробку (обувную, подарочную, почтовую).

Для начала необходимо найти значения двух сторон основания параллелепипеда, которые расположены друг к другу перпендикулярно (на плоскости бы они назывались ширина и длина).

П = А*Б, где А - длина, Б - ширина.

Теперь делаем еще одно измерение - высоты заданной фигуры, которую назовем Н.

Ну а искомый объем мы узнаем, если умножим высоту на площадь основания, то есть:

Объем параллелепипеда прямого

Параллелепипед прямой отличается тем, что боковые его грани - прямоугольники в силу того, что они перпендикулярны основаниям фигуры.

Объем вычисляется аналогично, разница лишь в том, что высота здесь - не есть ребро параллелепипеда. В данном случае она представляет собой линию, которая соединяет две противолежащие грани фигуры и перпендикулярна ее основанию.

Поскольку основанием вашего параллелепипеда является параллелограмм, а не прямоугольник, то и формула для расчета площади основания несколько усложняется. Теперь она будет выглядеть таким вот образом:

П = А * Б * sin(а), где А, Б - длина и, соответственно, ширина основания, а «а» - угол, который они образуют при своем пересечении.

Как найти объем параллелепипеда наклонного?

Наклонным признается любой параллелепипед, который прямым не является.

В силу того, что грани этой фигуры основанию не перпендикулярны, сначала необходимо отыскать высоту. Помножив же ее на площадь основания (формулу смотрите выше), вы и получите объем:

V = П*Н, где П - площадь основания, Н - высота.

Объем параллелепипеда с квадратными гранями

Куб - это такой прямоугольный параллелепипед, каждая из шести граней которого представляет собой квадрат. Отсюда вытекает и свойство данной фигуры - все ее ребра меж собой равны. В качестве примера представим такую детскую игрушку, как кубики.

Ну, с нахождением объема куба все вообще предельно просто. Для этого вам потребуется произвести всего лишь одно измерение (ребра) и возвести полученное значение в третью степень. Вот так:

V = А³.

Как же объем параллелепипеда может пригодиться нам в жизни?

Допустим, что вы озадачены такой проблемой, как количество коробок, которое может разместиться в багажнике вашего авто. Для этого вам нужно вооружиться линейкой или рулеткой, ручкой, листом бумаги, а также вышеприведенными формулами прямоугольного параллелепипеда.

Измерив объем одной коробки и помножив значение на количество имеющихся у вас коробок, вы узнаете, сколько кубических сантиметров потребуется для их размещения в багажнике машины.

И да, помните, что в некоторых случаях кубические сантиметры целесообразно будет переводить в метры. Так, если в результате вы получили объем коробки, равный 50 см в кубе, то для перевода просто умножьте эту цифру на 0,001. Так вы получите кубические метры. А если же вы хотите узнать объем в литрах, то результат в кубометрах умножьте на 1000.

Прямоугольник - одна из самых простых плоских фигур, а прямоугольный параллелепипед - такая же простая фигура, но в пространстве (рис. 1). Они очень похожи.

Так же похожи, как круг и шар.

Рис. 1. Прямоугольник и параллелепипед

Разговор про площади начинают с площади прямоугольника, а про объемы - с объема прямоугольного параллелепипеда.

Если мы умеем находить площадь прямоугольника, то это нам позволяет найти площадь любой фигуры.

Вот эту фигуру мы можем разбить на 3 прямоугольника и найти площадь каждого, а значит, и всей фигуры. (Рис. 2.)

Рис. 2. Фигура

Рис. 3. Фигура, площадь которой равна семи прямоугольникам

Даже если фигура не разбивается точно на прямоугольники, это можно сделать с любой точностью и площадь посчитать приблизительно.

Площадь этой фигуры (рис. 3) примерно равна сумме площадей семи прямоугольников. Неточность получается за счет верхних маленьких фигур. Если увеличить число прямоугольников, то неточность уменьшится.

То есть прямоугольник - это инструмент для вычисления площадей любых фигур.

Такая же ситуация, когда речь идет об объемах.

Любую фигуру можно выложить прямоугольными параллелепипедами, кирпичиками. Чем мельче будут эти кирпичики, тем точнее мы сможем посчитать объем (рис. 4, рис.5).

Рис. 4. Вычисление площади с помощью прямоугольных параллелепипедов

Прямоугольный параллелепипед является инструментом для вычисления объемов любых фигур.

Рис. 5. Вычисление площади с помощью маленьких параллелепипедов

Давайте немного вспомним.

Квадрат со стороной 1 единица (рис. 6) имеет площадь в 1 квадратную единицу. Исходная линейная единица может быть любой: сантиметр, метр, километр, миля.

Например, 1 см 2 - это площадь квадрата со стороной 1 см.

Рис. 6. Квадрат и прямоугольник

Площадь прямоугольника - это количество таких квадратов, которые в него поместятся. (Рис. 6.)

Уложим единичные квадраты в длину прямоугольника в один ряд. Получилось 5 штук.

В высоту помещается 3 квадрата. Значит, всего помещается три ряда, в каждом по пять квадратов.

Итого площадь равна .

Понятно, что нет нужды каждый раз внутри прямоугольника размещать единичные квадраты.

Достаточно умножить длину одной стороны на длину другой.

Или в общем виде:

Очень похоже обстоят дела с объемом прямоугольного параллелепипеда.

Объем куба со стороной 1 единица - это 1 кубическая единица. Опять же, исходные линейные величины могут быть любыми: миллиметры, сантиметры, дюймы.

Например, 1 см 3 - это объем куба со стороной 1 см, а 1 км 3 - это объем куба со стороной 1 км.

Найдем объем прямоугольного параллелепипеда со сторонами 7 см, 5 см, 4 см. (Рис. 7.)

Рис. 7. Прямоугольный параллелепипед

Объем нашего прямоугольного параллелепипеда - это количество единичных кубов, помещающихся в него.

Уложим на дно ряд единичных кубиков со стороной 1 см вдоль длинной стороны. Поместилось 7 штук. Уже по опыту работы с прямоугольником мы знаем, что на дно поместится всего 5 таких рядов, по 7 штук в каждом. То есть всего:

Назовем это слой. Сколько таких слоев мы можем уложить друг на друга?

Это зависит от высоты. Она равна 4 см. Значит, укладывается 4 слоя в каждом по 35 штук. Всего:

А откуда у нас появилось число 35? Это 75. То есть количество кубиков мы получили перемножением длин всех трех сторон.

Но это и есть объем нашего прямоугольного параллелепипеда.

Ответ: 140

Теперь мы можем записать формулу и в общем виде. (Рис. 8.)

Рис. 8. Объем параллелепипеда

Объем прямоугольного параллелепипеда со сторонами , , равен произведению всех трех сторон.

Если длины сторон даны в сантиметрах, то объем получится в кубических сантиметрах (см 3).

Если в метрах, то объем в кубических метрах (м 3).

Аналогично объем может быть измерен в кубических миллиметрах, километрах и т. д.

Стеклянный куб со стороной 1 м наполнен водой целиком. Какова масса воды? (Рис. 9.)

Рис. 9. Куб

Куб является единичным. Сторона - 1 м. Объем - 1 м 3 .

Если мы знаем, сколько весит 1 кубический метр воды (сокращенно говорят кубометр), то задача решена.

Но если мы этого не знаем, то нетрудно посчитать.

Длина стороны .

Посчитаем объем в дм 3 .

Но 1 дм 3 имеет отдельное название, 1 литр. То есть у нас 1000 литров воды.

Нам всем известно, что масса одного литра воды равна 1 кг. То есть у нас 1000 кг воды, или 1 тонна.

Понятно, что такой куб, наполненный водой, не под силу передвинуть ни одному обычному человеку.

Ответ: 1 т.

Рис. 10. Холодильник

Холодильник имеет высоту 2 метра, ширину 60 см и глубину 50 см. Найти его объем.

Прежде чем мы воспользуемся формулой объема - произведение длин всех сторон - необходимо перевести длины в одинаковые единицы измерения.

Мы можем перевести все в сантиметры.

Соответственно, и объем мы получим в кубических сантиметрах.

Думаю, вы согласитесь, что в кубических метрах объем более понятен.

Человек на глаз плохо отличает число с пятью нулями от числа с шестью нулями, а ведь одно в 10 раз больше, чем другое.

Часто нам нужно перевести одну единицу объема в другую. Например, кубометры в кубические дециметры. Тяжело запомнить все эти соотношения. Но этого и не нужно делать. Достаточно понять общий принцип.

Например, сколько кубических сантиметров в кубическом метре?

Давайте посмотрим, сколько кубиков со стороной 1 сантиметр поместится в куб со стороной 1 м. (Рис. 11.)

Рис. 11. Куб

В один ряд укладывается 100 штук (ведь в одном метре 100 см).

В один слой укладывается 100 рядов или кубиков.

Всего помещается 100 слоев.

Таким образом,

То есть если линейные величины связаны соотношением «в одном метре 100 см», то чтобы получить соотношение для кубических величин, нужно возвести 100 в 3 степень (). И не нужно каждый раз чертить кубы.

Измерьте все необходимые расстояния в метрах. Объем многих трехмерных фигур легко вычислить по соответствующим формулам. Однако все значения, подставляемые в формулы, должны измеряться в метрах. Таким образом, перед подстановкой значений в формулу убедитесь, что все они измеряются в метрах, или что вы конвертировали другие единицы измерения в метры.

  • 1 мм = 0,001 м
  • 1 см = 0,01 м
  • 1 км = 1000 м

  • Для вычисления объема прямоугольных фигур (прямоугольный параллелепипед, куб) используйте формулу: объем = L × W × H (длину умножить на ширину умножить на высоту). Эту формулу можно рассматривать как произведение площади поверхности одной из граней фигуры на ребро, перпендикулярное этой грани.

    • Например, вычислим объем комнаты длиной 4 м, шириной 3 м и высотой 2,5 м. Для этого просто умножим длину на ширину и на высоту:
      • 4 × 3 × 2,5
      • = 12 × 2,5
      • = 30. Объем этой комнаты равен 30 м 3 .
    • Куб – объемная фигура, у котрой все стороны равны. Таким образом, формулу для вычисления объема куба можно записать в виде: объем = L 3 (или W 3 , или H 3).

  • Для вычисления объема фигур в виде цилиндра используйте формулу: пи × R 2 × H. Вычисление объема цилиндра сводится к умножению площади круглого основания на высоту (или длину) цилиндра. Найдите площадь круглого основания, умножив число пи (3,14) на квадрат радиуса круга (R) (радиус - расстояние от центра окружности до любой точки, лежащей на этой окружности). Затем полученный результат умножьте на высоту цилиндра (H), и вы найдете объем цилиндра. Все значения измеряются в метрах.

    • Например, вычислим объем колодца диаметром 1,5 м и глубиной 10 м. Разделите диаметр на 2, чтобы получить радиус: 1,5/2=0,75 м.
      • (3,14) × 0,75 2 × 10
      • = (3,14) × 0,5625 × 10
      • = 17,66. Объем колодца равен 17,66 м 3 .

  • Для вычисления объема шара используйте формулу: 4/3 х пи × R 3 . То есть вам нужно знать только радиус (R) шара.

    • Например, вычислим объем воздушного шара диаметром 10 м. Разделите диаметр на 2, чтобы получить радиус: 10/2=5 м.
      • 4/3 х пи × (5) 3
      • = 4/3 х (3,14) × 125
      • = 4,189 × 125
      • = 523,6. Объем воздушного шара равен 523,6 м 3 .

  • Для вычисления объема фигур в виде конуса используйте формулу: 1/3 х пи × R 2 × H. Объем конуса равен 1/3 объема цилиндра, который имеет такую же высоту и радиус.

    • Например, вычислим объем конуса мороженного радиусом 3 см и высотой 15 см. Конвертируя в метры, получим: 0,03 м и 0,15 м соответственно.
      • 1/3 х (3,14) × 0,03 2 × 0,15
      • = 1/3 х (3,14) × 0.0009 × 0,15
      • = 1/3 × 0.0004239
      • = 0,000141. Объем конуса мороженного равен 0,000141 м 3 .

  • Для вычисления объема фигур неправильной формы используйте несколько формул. Для этого попробуйте разбить фигуру на несколько фигур правильной формы. Затем найдите объем каждой такой фигуры и сложите полученные результаты.

    • Например, вычислим объем небольшого зернохранилища. Хранилище имеет цилиндрический корпус высотой 12 м и радиус 1,5 м. Хранилище также имеет коническую крышу высотой 1 м. Вычислив отдельно объем крыши и отдельно объем корпуса, мы можем найти общий объем зернохранилища:
      • пи × R 2 × H + 1/3 х пи × R 2 × H
      • (3,14) × 1,5 2 × 12 + 1/3 х (3,14) × 1,5 2 × 1
      • = (3,14) × 2,25 × 12 + 1/3 х (3,14) × 2,25 × 1
      • = (3,14) × 27 + 1/3 х (3,14) × 2,25
      • = 84,822 + 2,356
      • = 87,178. Объем зернохранилища равен 87,178 м 3 .

    • Прямоугольным параллелепипедом называется фигура, в основании которой находится прямоугольник. Фигура имеет шесть граней. Грани, пресекаясь, образовывают ребра, их 12.

    Прямоугольный параллелепипед имеет четыре боковые грани. В жизни мы часто сталкиваемся с данной фигурой: шкаф, холодильник, коробка – все они имею форму прямоугольного параллелепипеда.

    Рис. 1. Прямоугольный параллелепипед

    Формула объема данной фигуры

    Объем куба (фигуры, в основании которого находится квадрат) со стороной 1 единица называется 1 кубическая единица.

    Рис. 2. Единичный куб

    Если дно чтобы заложить такими кубиками дно фигуры в длину понадобится 4 куба, а в ширину 3.

    Рис. 3. Прямоугольный параллелепипед, который заполнен шаром кубов

    Таким образом, для заполнения основания необходимо:

    3 х 4 =12 – так мы вычисляли площадь.

    Чтобы заполнить всю фигуру и узнать объем, необходимо посчитать, сколько поместится в высоту таких слоев кубов, к примеру, если это будет 2, то объем составит:

    3 х 4 х 2 = 24 кубов

    Так, если учесть что длина основания фигуры 4 единицы, ширина – 3, высота – 2, то для того чтобы вычесть объем прямоугольного параллелепипеда необходимо найти произведение этих величин или измерений. Фигура, которая имеет три измерения, называется трехмерной либо объемной.

    Для обозначения объема используют букву V.

    Формула объема прямоугольного параллелепипеда имеет вид:

    $$V = a · b · c$$

    При необходимости все данные в задании необходимо перевести в одни единицы измерения.

    Единицами измерения является $мм^3, см^3, дм^3$ и так далее. Важно правильно читать: $1 м^3$ и так далее.

    Английский иллюзионист провел 44 дня в стеклянном прямоугольном параллелепипеде, который был подвешен над рекой Темза. В его распоряжении была только вода, подушка, матрас и письменные принадлежности.

    Задание: Вычесть объем фигура, ширина которой 4 дм., длина 50 мм., а высота 10 см.

    Решение: Для начала необходимо перевести все данные в одну единицу измерения.

    $4 дм. = 40 см$;

    $50 мм. = 5 см$.

    $V = 40 5 10 = 200 см^3$

    Таким образом, объем фигуры $V = 200 см^3$

    Для измерения объема жидкости используют особую единицу измерения литр – 1л.

    Древние измерения жидкости, например кор = 220 л, бат = 22 л.

    Измерения объема:

    $$1 л = 1 000 см^3 = 1 дм^3$$

    $$1 км^3 = 1000 000 000 м^3$$

    $$1 м^3 = 1 000 дм^3 = 1 000 000 см^3$$

    $$1 дм^3 = 1 000 см^3$$