descartesclytie0x/descartes-math-platform
บทที่ 12 ปริซึมและทรงกระบอกตรงกับหนังสือ ม.2 เล่ม 1 บทที่ 3

12.6 แบบฝึกหัด

ทำในกระดาษก่อน แล้วค่อยใส่คำตอบให้เว็บตรวจ ตอบผิดได้ไม่จำกัดครั้ง ติดจริงๆ ค่อยเปิดคำใบ้ทีละขั้น และเปิดวิธีทำหลังทำเสร็จแล้วเท่านั้น

ข้อ 1 ฐานของปริซึมที่วางนอน

ระดับง่าย

หลังคาบ้านตุ๊กตาเป็นปริซึมสามเหลี่ยม วางอยู่บนตัวบ้านโดยเอาหน้ารูปสี่เหลี่ยมหน้าหนึ่งลง ฐานของปริซึมนี้คือหน้าใด

คำตอบ

คำใบ้ขั้นที่ 1

ฐานของปริซึมต้องเป็นหน้าคู่ที่เท่ากันทุกประการและขนานกัน

ดูวิธีทำ

ฐานของปริซึมคือหน้าคู่ที่เท่ากันทุกประการและอยู่บนระนาบที่ขนานกัน หลังคานี้มีหน้าคู่แบบนั้นคู่เดียว คือรูปสามเหลี่ยมที่ปลายทั้งสองข้าง หน้าสี่เหลี่ยมทั้งสามหน้าเป็นหน้าข้าง ฐานจึงไม่จำเป็นต้องเป็นหน้าที่วางติดพื้น

ข้อ 2 นับขอบของปริซึม

ระดับง่าย

ดินสอแท่งหกเหลี่ยมที่ยังไม่ได้เหลามีรูปทรงเป็นปริซึมหกเหลี่ยม ปริซึมนี้มีขอบทั้งหมดกี่ขอบ

ขอบ

คำใบ้ขั้นที่ 1

นับขอบของฐานทั้งสองฐานก่อน แล้วนับขอบข้างที่เชื่อมฐานทั้งสอง

ดูวิธีทำ
  1. ฐานแต่ละฐานเป็นรูปหกเหลี่ยม มี 66 ขอบ สองฐานมี 1212 ขอบ
  2. จุดยอดแต่ละจุดของฐานล่างมีขอบข้างเชื่อมขึ้นไปหาฐานบน ได้ขอบข้างอีก 66 ขอบ
  3. รวม 12+6=1812 + 6 = 18 ขอบ ตรงกับ 3n3n เมื่อ n=6n = 6

ข้อ 3 พื้นที่ผิวเป็นนิพจน์

ระดับกลาง

กล่องใบหนึ่งมีฐานเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสยาวด้านละ xx เซนติเมตร และสูง 55 เซนติเมตร เขียนพื้นที่ผิวของกล่องเป็นนิพจน์ที่มีตัวแปร xx หน่วยเป็นตารางเซนติเมตร

พิมพ์ยกกำลังด้วยปุ่ม ^ ถ้าใช้มือถือ แตะที่ช่องแล้วใช้แป้นพิมพ์คณิตศาสตร์ที่ขึ้นมา

คำใบ้ขั้นที่ 1

พื้นที่ฐานหนึ่งฐานคือ x2x^2 และความยาวรอบฐานคือ 4x4x

คำใบ้ขั้นที่ 2

พื้นที่ผิว == ความยาวรอบฐาน ×\times ความสูง + 2×+ \, 2 \times พื้นที่ฐาน

ดูวิธีทำ
  1. พื้นที่ฐาน =x×x=x2= x \times x = x^2 สองฐานได้ 2x22x^2
  2. ความยาวรอบฐาน =4x= 4x พื้นที่ผิวข้าง =4x×5=20x= 4x \times 5 = 20x
  3. พื้นที่ผิว =2x2+20x= 2x^2 + 20x ตารางเซนติเมตร

ตรวจด้วยค่าจริง ถ้า x=5x = 5 กล่องเป็นลูกบาศก์ยาวด้านละ 55 มี 66 หน้า หน้าละ 2525 รวม 150150 และ 2(52)+20(5)=1502(5^2) + 20(5) = 150 ตรงกัน

ข้อ 4 พื้นที่ผิวของปริซึมสามเหลี่ยม

ระดับกลาง

ปริซึมสามเหลี่ยมมีฐานเป็นรูปสามเหลี่ยมมุมฉาก ด้านประกอบมุมฉากยาว 66 เซนติเมตร และ 88 เซนติเมตร ปริซึมสูง 1212 เซนติเมตร ปริซึมนี้มีพื้นที่ผิวเท่าใด

ตารางเซนติเมตร

คำใบ้ขั้นที่ 1

ความยาวรอบฐานต้องใช้ด้านทั้งสามด้านของรูปสามเหลี่ยม ด้านที่สามหาได้ด้วยทฤษฎีบทพีทาโกรัส

คำใบ้ขั้นที่ 2

พื้นที่ฐานของรูปสามเหลี่ยมมุมฉากคือ 12×6×8\tfrac{1}{2} \times 6 \times 8

ดูวิธีทำ
  1. ด้านตรงข้ามมุมฉากยาว 62+82=100=10\sqrt{6^2 + 8^2} = \sqrt{100} = 10 เซนติเมตร
  2. ความยาวรอบฐาน =6+8+10=24= 6 + 8 + 10 = 24 เซนติเมตร พื้นที่ผิวข้าง =24×12=288= 24 \times 12 = 288 ตารางเซนติเมตร
  3. พื้นที่ฐาน =12×6×8=24= \tfrac{1}{2} \times 6 \times 8 = 24 ตารางเซนติเมตร สองฐานได้ 4848 ตารางเซนติเมตร
  4. พื้นที่ผิว =288+48=336= 288 + 48 = 336 ตารางเซนติเมตร

ข้อ 5 แผ่นโลหะทำกระป๋อง

ระดับกลาง

กระป๋องขนมทรงกระบอกมีฝาปิดและก้น เส้นผ่านศูนย์กลาง 1414 เซนติเมตร สูง 1010 เซนติเมตร ต้องใช้แผ่นโลหะทั้งหมดกี่ตารางเซนติเมตร ไม่นับส่วนที่พับทับกัน ใช้ π≈227\pi \approx \tfrac{22}{7}

ตารางเซนติเมตร

คำใบ้ขั้นที่ 1

1414 เซนติเมตรเป็นเส้นผ่านศูนย์กลาง หารสองก่อนจะได้รัศมี

คำใบ้ขั้นที่ 2

กระป๋องปิดทั้งบนและล่าง พื้นที่ผิว =2πrh+2πr2= 2\pi r h + 2\pi r^2

ดูวิธีทำ
  1. รัศมี r=14÷2=7r = 14 \div 2 = 7 เซนติเมตร
  2. พื้นที่ผิวข้าง 2πrh≈2×227×7×10=4402\pi r h \approx 2 \times \tfrac{22}{7} \times 7 \times 10 = 440 ตารางเซนติเมตร
  3. ฝากับก้น 2πr2≈2×227×7×7=3082\pi r^2 \approx 2 \times \tfrac{22}{7} \times 7 \times 7 = 308 ตารางเซนติเมตร
  4. รวม 440+308=748440 + 308 = 748 ตารางเซนติเมตร

ข้อ 6 แท่งกันล้อรถ

ระดับง่าย

แท่งคอนกรีตกันล้อรถในลานจอดรถเป็นปริซึมที่มีฐานเป็นรูปสี่เหลี่ยมคางหมู ด้านคู่ขนานยาว 1010 เซนติเมตร และ 1616 เซนติเมตร ความสูงของรูปสี่เหลี่ยมคางหมู 1010 เซนติเมตร แท่งยาว 5050 เซนติเมตร แท่งนี้มีปริมาตรเท่าใด

ลูกบาศก์เซนติเมตร

คำใบ้ขั้นที่ 1

ฐานของปริซึมคือหน้าตัดรูปสี่เหลี่ยมคางหมู ความสูงของปริซึมคือความยาวของแท่ง

คำใบ้ขั้นที่ 2

พื้นที่สี่เหลี่ยมคางหมู =12×= \tfrac{1}{2} \times ผลบวกด้านคู่ขนาน ×\times ความสูง

ดูวิธีทำ
  1. พื้นที่ฐาน =12×(10+16)×10=130= \tfrac{1}{2} \times (10 + 16) \times 10 = 130 ตารางเซนติเมตร
  2. ความสูงของปริซึมคือความยาวของแท่ง 5050 เซนติเมตร
  3. ปริมาตร =130×50=6500= 130 \times 50 = 6500 ลูกบาศก์เซนติเมตร

ข้อ 7 ปริมาตรของทรงกระบอก

ระดับกลาง

ขวดโหลทรงกระบอกมีเส้นผ่านศูนย์กลางด้านใน 1010 เซนติเมตร สูง 88 เซนติเมตร จุของได้กี่ลูกบาศก์เซนติเมตร ตอบในรูป π\pi หรือตอบเป็นทศนิยมก็ได้

พิมพ์ π ด้วยคำว่า pi เช่น 50pi ถ้าตอบเป็นทศนิยม ใช้ π ≈ 3.14 หรือ 22/7 ก็ได้ เว็บยอมให้คลาดเคลื่อนได้เล็กน้อย

ลูกบาศก์เซนติเมตร

คำใบ้ขั้นที่ 1

1010 เซนติเมตรเป็นเส้นผ่านศูนย์กลาง รัศมีคือครึ่งหนึ่ง

คำใบ้ขั้นที่ 2

ปริมาตร =πr2h= \pi r^2 h

ดูวิธีทำ
  1. รัศมี r=10÷2=5r = 10 \div 2 = 5 เซนติเมตร
  2. ปริมาตร =πr2h=π×52×8=200π= \pi r^2 h = \pi \times 5^2 \times 8 = 200\pi ลูกบาศก์เซนติเมตร
  3. ใช้ π≈3.14\pi \approx 3.14 ได้ 628628 ลูกบาศก์เซนติเมตร

ข้อ 8 เติมน้ำในตู้ปลา

ระดับกลาง

ตู้ปลาทรงสี่เหลี่ยมมุมฉากยาว 6060 เซนติเมตร กว้าง 3030 เซนติเมตร สูง 4040 เซนติเมตร เติมน้ำให้สูง 3535 เซนติเมตรจากก้นตู้ ต้องใช้น้ำกี่ลิตร

ลิตร

คำใบ้ขั้นที่ 1

น้ำสูงแค่ 3535 เซนติเมตร ไม่ได้เต็มตู้ ความสูงที่ใช้คิดจึงเป็น 3535

คำใบ้ขั้นที่ 2

11 ลิตร =1000= 1000 ลูกบาศก์เซนติเมตร

ดูวิธีทำ
  1. น้ำในตู้เป็นปริซึมสี่เหลี่ยมมุมฉาก ฐาน 60×3060 \times 30 สูง 3535 เซนติเมตร
  2. ปริมาตรน้ำ =60×30×35=63000= 60 \times 30 \times 35 = 63000 ลูกบาศก์เซนติเมตร
  3. 63000÷1000=6363000 \div 1000 = 63 ลิตร

ข้อ 9 เทน้ำลงหม้อ

ระดับยาก

เทน้ำ 1.541.54 ลิตรลงในหม้อทรงกระบอกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางด้านใน 1414 เซนติเมตร น้ำในหม้อจะสูงกี่เซนติเมตร ใช้ π≈227\pi \approx \tfrac{22}{7}

เซนติเมตร

คำใบ้ขั้นที่ 1

เปลี่ยน 1.541.54 ลิตรเป็นลูกบาศก์เซนติเมตรก่อน

คำใบ้ขั้นที่ 2

น้ำในหม้อเป็นทรงกระบอก ปริมาตร == พื้นที่ฐาน ×\times ความสูงของน้ำ หาความสูงได้จากปริมาตร ÷\div พื้นที่ฐาน

ดูวิธีทำ
  1. ปริมาตรน้ำ 1.54×1000=15401.54 \times 1000 = 1540 ลูกบาศก์เซนติเมตร
  2. รัศมี 14÷2=714 \div 2 = 7 เซนติเมตร พื้นที่ฐาน πr2≈227×7×7=154\pi r^2 \approx \tfrac{22}{7} \times 7 \times 7 = 154 ตารางเซนติเมตร
  3. ปริมาตร == พื้นที่ฐาน ×\times ความสูง จึงได้ 154×h=1540154 \times h = 1540
  4. ความสูงของน้ำ h=1540÷154=10h = 1540 \div 154 = 10 เซนติเมตร

ข้อ 10 ขยายรัศมีสามเท่า

ระดับยาก

เทศบาลจะเปลี่ยนแท็งก์น้ำทรงกระบอกของหมู่บ้าน ใบใหม่สูงเท่าใบเดิม แต่มีรัศมีเป็น 33 เท่าของใบเดิม ใบใหม่จุน้ำได้กี่เท่าของใบเดิม

เท่า

คำใบ้ขั้นที่ 1

ให้ถังใบเดิมมีรัศมี rr ใบใหม่มีรัศมี 3r3r แล้วเขียนปริมาตรของทั้งสองใบ

คำใบ้ขั้นที่ 2

(3r)2=3r×3r(3r)^2 = 3r \times 3r

ดูวิธีทำ
  1. ให้ใบเดิมมีรัศมี rr สูง hh ปริมาตร πr2h\pi r^2 h
  2. ใบใหม่มีรัศมี 3r3r สูง hh ปริมาตร π(3r)2h=9πr2h\pi(3r)^2 h = 9\pi r^2 h
  3. 9πr2h÷πr2h=99\pi r^2 h \div \pi r^2 h = 9 ใบใหม่จุน้ำได้ 99 เท่าของใบเดิม

รัศมีถูกยกกำลังสองในสูตร ขยายรัศมี 33 เท่า พื้นที่ฐานจึงโตขึ้น 3×3=93 \times 3 = 9 เท่า