الهندسة الفراغية والتطبيقية: قوانين المكعب، متوازي المستطيلات، الأسطوانة القائمة، والكرة
تمثل الأعداد الحقيقية الأداة الرياضية المثلى لحل المشكلات الهندسية والتطبيقات الحياتية المعقدة. وفي هذا الدرس المحوري، نربط بين جبر الأعداد الحقيقية والمجسمات الهندسية الفراغية الأساسية: 1. المكعب (طول حرفه ل): المساحة الكلية = 6ل²، الحجم = ل³؛ 2. متوازي المستطيلات (أبعاده س، ص، ع): الحجم = س × ص × ع، المساحة الكلية = 2(س ص + ص ع + س ع)؛ 3. الأسطوانة الدائرية القائمة (نصف قطر قاعدتها نق، وارتفاعها ع): المساحة الجانبية = 2 ط نق ع، المساحة الكلية = 2 ط نق ع + 2 ط نق²، الحجم = ط نق² ع؛ 4. الكرة (نصف قطرها نق): مساحة السطح = 4 ط نق²، الحجم = 4/3 ط نق³. نتعلم حساب الأبعاد المجهولة باستخراج الجذور التربيعية والتكعيبية بدقة بالغة.
1. قوانين المكعب ومتوازي المستطيلات
المجسمات ذات الأوجه المستوية:
- المكعب:
• مساحة الوجه الواحد = ل².
• المساحة الجانبية = 4ل².
• المساحة الكلية = 6ل².
• الحجم = ل³ ← ل = ³√الحجم. - متوازي المستطيلات:
• الحجم = الطول × العرض × الارتفاع = مساحة القاعدة × الارتفاع.
• المساحة الجانبية = محيط القاعدة × الارتفاع = 2(الطول + العرض) × الارتفاع.
2. قوانين الأسطوانة الدائرية القائمة والكرة
المجسمات ذات الأسطح المنحنية:
- الأسطوانة الدائرية القائمة:
• المساحة الجانبية = 2 π نق ع (محيط الدائرة × الارتفاع).
• المساحة الكلية = 2 π نق ع + 2 π نق².
• الحجم = π نق² ع (مساحة القاعدة × الارتفاع). - الكرة:
• مساحة سطح الكرة = 4 π نق².
• حجم الكرة = 4/3 π نق³.
مسائل تطبيقية محلولة:
1. حجم الكرة = 4/3 π نق³ ← 36π = 4/3 π نق³.
2. بالقسمة على π: 36 = 4/3 نق³ ← نق³ = 36 × (3/4) = 27 ← نق = 3 سم.
3. مساحة سطح الكرة = 4 π نق² = 4 × π × (3)² = 4 × π × 9 = 36π سم².
1. الحجم = π نق² ع = (22/7) × 49 × 10 = 22 × 7 × 10 = 1540 سم³.
2. المساحة الجانبية = 2 π نق ع = 2 × (22/7) × 7 × 10 = 2 × 22 × 10 = 440 سم².
اضغط على أي بطاقة لاكتشاف المعنى الدقيق، واضغط على أيقونة الصوت للاستماع للنطق:
اضغط على الإجابة لتتحقق من فهمك وتكتشف التفسير النموذجي فورياً: