1010 Rúmfræði
Lykilatriði
Lykilatriði
10.1 Punktar, línur og sléttur
- Nútímarúmfræði á rætur að rekja til Frumþátta Evklíðs frá um 300 f.Kr., þar sem hann skilgreindi grundvallaratriði lína, punkta og slétta.
- Samsíða línur hafa sömu hallatölu. Hallatölur hornréttra lína eru neikvæð gagnhverfa hvor annarrar.
- Sammengi mengjanna 𝐴 og 𝐵 inniheldur alla punkta sem eru í öðru hvoru menginu og er táknað 𝐴 ∪ 𝐵.
- Sniðmengi mengjanna 𝐴 og 𝐵 inniheldur aðeins punkta sem eru sameiginlegir báðum mengjum og er táknað 𝐴 ∩ 𝐵.
10.2 Horn
- Horn er hvasst ef það er minna en , gleitt ef það er stærra en 9 0 ∘ 90 ∘ en minna en 180 ∘, rétt ef það er nákvæmlega 90 ∘, og beint ef það er nákvæmlega 180 ∘.
- Horn sem hafa summuna 90 ∘ eru fyllihorn. Horn sem hafa summuna 180 ∘ eru grannhorn.
- Þverlína sem sker tvær samsíða línur myndar jafnstór hornapör: víxlhorn innan línanna, víxlhorn utan línanna, topphorn og einslæg horn.
10.3 Þríhyrningar
- Summa innri horna þríhyrnings er 1 8 0 ∘. 180 ∘.
- Tveir þríhyrningar eru einslaga þegar samsvarandi horn þeirra eru jafnstór og samsvarandi hliðar jafnlangar.
- Einslögunarsetningarnar eru þessar: SAS, tvær hliðar og millihorn annars þríhyrnings eru einslaga samsvarandi hlutum hins; ASA, tvö horn og millihlið annars eru einslaga samsvarandi hlutum hins; SSS, allar þrjár hliðar annars eru jafnlangar samsvarandi hliðum hins; AAS, tvö horn og hlið sem liggur ekki á milli þeirra eru einslaga samsvarandi hlutum hins.
- Tvö form eru lík þegar hlutföll samsvarandi horna, hliða eða annarra einkenna eru jöfn, óháð stærð formanna.
10.4 Marghyrningar, ummál og ummál hrings
- Reglulegir marghyrningar eru lokaðar tvívíðar myndir með jafnlangar hliðar. Heiti þeirra ráðast af fjölda hliðanna.
- Ummál marghyrnings er lengd jaðars hans. Það fæst með því að leggja saman lengdir allra hliðanna.
- Summa innri horna reglulegs marghyrnings með 𝑛 hliðar fæst með formúlunni 𝑆 = ( 𝑛 − 2 ) 1 8 0 ∘. Stærð eins innra horns reglulegs marghyrnings með 𝑛 hliðar fæst með formúlunni 𝑎 = ( 𝑛 − 2 ) 1 8 0 ∘ 𝑛.
- Summa ytri horna reglulegs marghyrnings er 360 ∘. Stærð eins ytra horns reglulegs marghyrnings með 𝑛 hliðar fæst með formúlunni 𝑏 = 3 6 0 ∘ 𝑛.
- Ummál hrings er 𝐶 = 2 𝜋 𝑟, þar sem 𝑟 er geislinn, eða 𝐶 = 𝜋 𝑑, þar sem 𝑑 er þvermálið.
10.5 Flísanir
- Flísun er mynstur forma, yfirleitt marghyrninga, sem endurtekur sig og þekur sléttu án bila eða skörunar.
- Flísanir byggjast meðal annars á stífum færslum forma. Færslurnar eru hliðrun, snúningur, speglun og spegilrennsli. Formin eru færð þannig að þau myndi mynstur.
10.6 Flatarmál
- Flatarmál 𝐴 þríhyrnings fæst með formúlunni 𝐴 = 1 2 𝑏 ℎ, þar sem 𝑏 er grunnlínan og ℎ er hæðin.
- Flatarmál samsíðungs fæst með formúlunni 𝐴 = 𝑏 ℎ, þar sem 𝑏 er grunnlínan og ℎ er hæðin.
- Flatarmál rétthyrnings fæst með formúlunni 𝐴 = 𝑙 𝑤, þar sem 𝑙 er lengdin og 𝑤 er breiddin.
- Flatarmál trapisu fæst með formúlunni 𝐴 = 1 2 ℎ ( 𝑏 1 + 𝑏 2 ), þar sem ℎ er hæðin, 𝑏 1 er lengd annarrar grunnlínunnar og 𝑏 2 er lengd hinnar.
- Flatarmál tíguls fæst með formúlunni 𝐴 = 𝑑 1 𝑑 2 2, þar sem 𝑑 1 er lengd annarrar hornalínunnar og 𝑑 2 er lengd hinnar.
- Flatarmál reglulegs marghyrnings fæst með formúlunni 𝐴 = 1 2 𝑎 𝑝, þar sem 𝑎 er inngeislinn og 𝑝 er ummálið.
- Flatarmál hrings fæst með formúlunni 𝐴 = 𝜋 𝑟 2, þar sem 𝑟 er geislinn.
10.7 Rúmmál og yfirborðsflatarmál
- Réttur strendingur er þrívíður hlutur með einslaga samsíða grunn- og toppflöt og hliðarflötum sem mynda 90 ∘ horn við þá. Yfirborðsflatarmál 𝑆 𝐴 rétts strendings fæst með formúlunni 𝑆 𝐴 = 2 𝐵 + 𝑝 ℎ, þar sem 𝐵 er flatarmál grunnflatar, 𝑝 er ummál hans og ℎ er hæðin. Rúmmál 𝑉 rétts strendings fæst með formúlunni 𝑉 = 𝐵 ℎ, þar sem 𝐵 er flatarmál grunnflatar og ℎ er hæðin.
- Réttur sívalningur er þrívíður hlutur með einslaga hringlaga grunn- og toppflöt og hliðarflöt sem myndar 90 ∘ horn við þá. Yfirborðsflatarmálið fæst með formúlunni 𝑆 𝐴 = 2 𝜋 𝑟 2 + 2 𝜋 𝑟 ℎ, þar sem 𝑟 er geislinn og ℎ er hæðin. Rúmmálið fæst með formúlunni 𝑉 = 𝜋 𝑟 2 ℎ, þar sem 𝑟 er geislinn og ℎ er hæðin.
10.8 Hornareikningur rétthyrndra þríhyrninga
- Regla Pýþagórasar er notuð fyrir rétthyrnda þríhyrninga til að finna lengdir skammhliða og langhliðar með formúlunni 𝑎 2 + 𝑏 2 = 𝑐 2, þar sem c er langhliðin.
- Til að finna hliðarlengdir 30 ∘ - 60 ∘ - 90 ∘-þríhyrnings er hlutfallið 𝑥 : 𝑥 √ 3 : 2 𝑥, notað. Hver hlið samsvarar mótlægu horni og 2 𝑥 er langhliðin á móti 90 ∘ horninu.
- Til að finna hliðarlengdir hins sérstaka þríhyrningsins, 45 ∘ - 45 ∘ - 90 ∘-þríhyrningsins, er hlutfallið 𝑥 : 𝑥 : 𝑥 √ 2, notað. Hver hlið samsvarar mótlægu horni og 𝑥 √ 2 er langhliðin á móti 90 ∘ horninu.
- Grunnhornaföllin eru s i n 𝜃 = 𝑜 𝑝 𝑝 ℎ 𝑦 𝑝, c o s 𝜃 = 𝑎 𝑑 𝑗 ℎ 𝑦 𝑝, og t a n 𝜃 = 𝑜 𝑝 𝑝 𝑎 𝑑 𝑗.
- Nota má hornaföll til að finna hliðarlengd eða hornstærð í rétthyrndum þríhyrningi og í hagnýtum verkefnum með rétthyrndum þríhyrningum, svo sem við útreikning háhorns eða lághorns.