9.5 Leysa rúmfræðiverkefni: hringir og óreglulegar flatarmyndir – Fornám í stærðfræði, 2. útgáfa (IS) | Námsgögn
99 Stærðfræðilíkön og rúmfræði
9.5 Leysa rúmfræðiverkefni: hringir og óreglulegar flatarmyndir
9.5 Leysa rúmfræðiverkefni: hringir og óreglulegar flatarmyndir
Námsmarkmið
Í lok þessa kafla eigið þið að geta:
Notað eiginleika hringa
Fundið flatarmál óreglulegra flatarmynda
Í þessum kafla höldum við áfram að vinna með rúmfræðiverkefni. Við bætum nokkrum nýjum formúlum við formúlusafnið okkar. Til að auðvelda ykkur vinnuna við dæmin og æfingarnar í þessum kafla sýnum við hér verkefnalausnaraðferð fyrir rúmfræðiverkefni.
Verkefnalausnaraðferð fyrir rúmfræðiverkefni
Skref 1. Lesið verkefnið og gangið úr skugga um að þið skiljið öll orð og hugmyndir. Teiknið mynd og merkið gefnar upplýsingar inn á hana.
Skref 2. Ákveðið að hverju er leitað.
Skref 3. Gefið því sem leitað er að heiti. Veljið breytu til að tákna stærðina.
Skref 4. Þýðið yfir í jöfnu með því að skrifa viðeigandi formúlu eða líkan fyrir aðstæðurnar. Setjið gefnu upplýsingarnar inn.
Skref 5. Leysið jöfnuna með vönduðum algebruaðferðum.
Skref 6. Sannreynið svarið í dæminu og gangið úr skugga um að það sé raunhæft.
Skref 7. Svarið spurningunni með heilli setningu.
Nota eiginleika hringa
Munið þið eftir eiginleikum hringa úr kaflanum Tugabrot og brot saman? Við sýnum þá hér aftur svo hægt sé að vísa til þeirra þegar við notum þá til að leysa verkefni.
Munið að við notum 3 . 1 4 3.14 eða 2 2 7 22/7 sem nálgunargildi fyrir π π eftir því hvort geisli hringsins er gefinn sem tugabrot eða brot. Ef þið notið π π-lykilinn á reiknivélinni við útreikningana í þessum kafla verða svör ykkar örlítið frábrugðin svörunum sem sýnd eru. Ástæðan er sú að π π-lykillinn notar fleiri en tvo aukastafi.
Dæmi 9.41
Hringlaga sandkassi hefur geislann fet. Finnið ⓐ ummál og ⓑ flatarmál sandkassans.
Lausn
ⓐ Skref 1. Lesið dæmið. Teiknið mynd og merkið inn gefnar upplýsingar.
Skref 2. Ákveðið að hverju er leitað.
ummáli hringsins
Skref 3. Gefið stærðinni heiti. Veljið breytu til að tákna hana.
Látum c = ummál hringsins
Skref 4. Setjið upp jöfnu. Skrifið viðeigandi formúlu. Setjið inn gildin.
𝐶 ≈ 2 ( 3 . 1 4 ) ( 2 . 5 ) C ≈ 2 ( 3.14 ) ( 2.5 ) 𝐶 ≈ 1 5 f t C ≈ 15 fet
Skref 6. Sannreynið. Er svarið raunhæft? Já. Ef við teiknum ferning utan um hringinn væru hliðar hans 5 fet, tvöfaldur geislinn, svo ummál hans væri 20 fet. Það er örlítið meira en ummál hringsins, 15.7 fet.
Skref 7. Svarið spurningunni.
Ummál sandkassans er 15.7 fet.
ⓑ Skref 1. Lesið dæmið. Teiknið mynd og merkið inn gefnar upplýsingar.
Skref 2. Ákveðið að hverju er leitað.
flatarmáli hringsins
Skref 3. Gefið stærðinni heiti. Veljið breytu til að tákna hana.
Látum A = flatarmál hringsins
Skref 4. Setjið upp jöfnu. Skrifið viðeigandi formúlu. Setjið inn gildin.
𝐴 = π 𝑟 2 A = π r 2 𝐴 = π ( 2 . 5 ) 2 A = π ( 2.5 ) 2
Skref 5. Leysið jöfnuna.
𝐴 ≈ ( 3 . 1 4 ) ( 2 . 5 ) 2 A ≈ ( 3.14 ) ( 2.5 ) 2 𝐴 ≈ 1 9 . 6 2 5 s q . f t A ≈ 19.625 sq. fet
Skref 6. Sannreynið. Já. Ef við teiknum ferning utan um hringinn væru hliðar hans 5 fet eins og sýnt er í ⓐ-lið. Flatarmál ferningsins væri því 25 ferfet. Það er örlítið meira en flatarmál hringsins, 19.625 ferfet.
Skref 7. Svarið spurningunni.
Flatarmál hringsins er 19.625 ferfet.
Við sjáum formúluna fyrir ummál hrings venjulega ritaða með geisla hringsins, :
En þar sem þvermál hrings er tvöföld lengd geislans getum við ritað formúluna fyrir ummálið með 𝑑 . d .
Við notum þessa gerð ummálsformúlunnar þegar lengd þvermálsins er gefin í stað geislans.
Dæmi 9.42
Hringlaga borð hefur þvermálið fjögur fet. Hvert er ummál borðsins?
Lausn
Skref 1. Lesið dæmið. Teiknið mynd og merkið inn gefnar upplýsingar.
Skref 2. Ákveðið að hverju er leitað.
ummáli borðsins
Skref 3. Gefið stærðinni heiti. Veljið breytu til að tákna hana.
Látum c = ummál borðsins
Skref 4. Setjið upp jöfnu. Skrifið viðeigandi formúlu fyrir aðstæðurnar. Setjið inn gildin.
𝐶 = 𝜋 𝑑 C = π d 𝐶 = 𝜋 ( 4 ) C = π ( 4 )
Skref 5. Leysið jöfnuna og notið 3.14 fyrir π .
𝐶 ≈ ( 3 . 1 4 ) ( 4 ) C ≈ ( 3.14 ) ( 4 ) 𝐶 ≈ 1 2 . 5 6 f e e t C ≈ 12.56 fet
Skref 6. Sannreynið: Ef við setjum ferning utan um hringinn verður hlið hans 4. Ummálið verður 16. Það er raunhæft að ummál hringsins, 12.56, sé örlítið minna en 16.
Skref 7. Svarið spurningunni.
Ummál borðsins er 12.56 fet.
Dæmi 9.43
Finnið þvermál hrings með ummálið sentímetra.
Lausn
Skref 1. Lesið dæmið. Teiknið mynd og merkið inn gefnar upplýsingar.
Skref 2. Ákveðið að hverju er leitað.
þvermáli hringsins
Skref 3. Gefið stærðinni heiti. Veljið breytu til að tákna hana.
Látum d = þvermál hringsins
Skref 4. Þýðið.
Skrifið formúluna. Setjið inn gildin og notið 3.14 sem nálgunargildi fyrir π .
Hingað til höfum við fundið flatarmál rétthyrninga, þríhyrninga, trapisa og hringa. Óregluleg flatarmynd er mynd sem er ekki staðlað rúmfræðiform. Ekki er hægt að reikna flatarmál hennar með neinni einni staðlaðri flatarmálsformúlu. Sumar óreglulegar flatarmyndir eru þó samsettar úr tveimur eða fleiri stöðluðum rúmfræðiformum. Til að finna flatarmál slíkrar óreglulegrar flatarmyndar getum við skipt henni í myndir sem við þekkjum formúlur fyrir og síðan lagt flatarmál myndanna saman.
Dæmi 9.44
Finnið flatarmál skyggða svæðisins.
Lausn
Gefna myndin er óregluleg en við getum skipt henni í tvo rétthyrninga. Flatarmál skyggða svæðisins verður summa flatarmála rétthyrninganna tveggja.
Blái rétthyrningurinn hefur breiddina og lengdina Rauði rétthyrningurinn hefur breiddina en lengd hans er ekki merkt. Hægri hlið myndarinnar er summa lengdar rauða rétthyrningsins og lengdar bláa rétthyrningsins. Þar sem hægri hlið bláa rétthyrningsins er einingar á lengd hlýtur lengd rauða rétthyrningsins að vera einingar.
Flatarmál myndarinnar er ferningseiningar.
Er hægt að skipta þessari mynd í tvo rétthyrninga á annan hátt? Prófið það og gangið úr skugga um að þið fáið sama flatarmál.
Dæmi 9.45
Finnið flatarmál skyggða svæðisins.
Lausn
Við getum skipt þessari óreglulegu flatarmynd í þríhyrning og rétthyrning. Flatarmál myndarinnar verður summa flatarmála þríhyrningsins og rétthyrningsins.
Rétthyrningurinn hefur lengdina einingar og breiddina einingar.
Við þurfum að finna grunnlínu og hæð þríhyrningsins.
Þar sem báðar hliðar rétthyrningsins eru er lóðrétt hlið þríhyrningsins , sem er .
Lengd rétthyrningsins er svo grunnlína þríhyrningsins verður , sem er .
Nú getum við lagt flatarmálin saman til að finna flatarmál óreglulegu flatarmyndarinnar.
Flatarmál myndarinnar er ferningseiningar.
Dæmi 9.46
Hlaupabraut við framhaldsskóla er í laginu eins og rétthyrningur með hálfhring á hvorum enda. Rétthyrningurinn hefur lengdina metra og breiddina metra. Finnið flatarmálið innan brautarinnar. Námundið svarið að næsta hundraðasta hluta.
Lausn
Við skiptum myndinni í rétthyrning og tvo hálfhringi. Flatarmál myndarinnar verður summa flatarmála rétthyrningsins og hálfhringjanna.
Rétthyrningurinn hefur lengdina m og breiddina m. Hálfhringirnir hafa þvermálið m, svo hvor þeirra hefur geislann m.
Æfingar úr kafla 9.5
Æfingin skapar meistarann
Nota eiginleika hringa
Leysið eftirfarandi dæmi með eiginleikum hringa.
217.
Lok á málningarfötu er hringur með geislann tommur. Finnið ⓐ ummál og ⓑ flatarmál loksins.
218.
Mjög stór pítsa er hringur með geislann tommur. Finnið ⓐ ummál og ⓑ flatarmál pítsunnar.
219.
Vökvunarbúnaður á bóndabæ dreifir vatni á hringlaga svæði með geislann fet. Finnið ⓐ ummál og ⓑ flatarmál vökvaða svæðisins.
220.
Hringlaga gólfmotta hefur geislann fet. Finnið ⓐ ummál og ⓑ flatarmál mottunnar.
221.
Spegillaug er í laginu eins og hringur með þvermálið fet. Hvert er ummál laugarinnar?
222.
Snúningsdiskur er hringur með þvermálið tommur. Hvert er ummál disksins?
223.
Hringsög hefur þvermálið tommur. Hvert er ummál sagarblaðsins?
224.
Hringlaga mynt hefur þvermálið sentímetra. Hvert er ummál myntarinnar?
225.
Grill er hringur með þvermálið fet. Hvert er ummál grillsins?
226.
Efri brún bökuforms er hringur með þvermálið tommur. Hvert er ummál brúnarinnar?
227.
Hringur hefur ummálið tommur. Finnið þvermálið.
228.
Hringur hefur ummálið fet. Finnið þvermálið.
229.
Hringur hefur ummálið metra. Finnið þvermálið.
230.
Hringur hefur ummálið sentímetra. Finnið þvermálið.
Í eftirfarandi æfingum skuluð þið finna geisla hrings með gefið ummál.
231.
Hringur hefur ummálið fet.
232.
Hringur hefur ummálið sentímetra.
233.
Hringur hefur ummálið mílur.
234.
Hringur hefur ummálið tommur.
Finna flatarmál óreglulegra flatarmynda
Í eftirfarandi æfingum skuluð þið finna flatarmál óreglulegu flatarmyndarinnar. Námundið svörin að næsta hundraðasta hluta.
235.
236.
237.
238.
239.
240.
241.
242.
243.
244.
245.
246.
247.
248.
249.
250.
251.
252.
253.
254.
Leysið eftirfarandi dæmi.
255.
Borgargarður nær yfir eina húsalóð og hluta af fjórum öðrum lóðum eins og sýnt er. Lóðin er ferningur með feta hliðar og þríhyrningarnir eru jafnarma rétthyrndir þríhyrningar. Finnið flatarmál garðsins.
256.
Gjafaaskja verður gerð úr rétthyrndu pappaspjaldi sem er tommur sinnum tommur og ferningar verða skornir úr hornunum eins og sýnt er. Hliðar ferninganna eru tommur. Finnið flatarmál pappaspjaldsins eftir að hornin hafa verið skorin úr.
257.
Perry þarf að leggja nýja grasflöt. Lóðin hans er rétthyrningur með lengdina fet og breiddina fet. Húsið er rétthyrnt og mælist fet sinnum fet. Innkeyrslan er rétthyrnd og mælist fet sinnum fet eins og sýnt er. Finnið flatarmál grasflatar Perrys.
258.
Denise ætlar að setja verönd í bakgarðinn sinn. Veröndin verður sinnum rétthyrningur með hálfhring sem hefur þvermálið fet, eins og sýnt er hér fyrir neðan. Finnið flatarmál verandarinnar.
Stærðfræði daglegs lífs
259.
Flatarmál borðplötu Yuki keypti fellanlegt eldhúsborð. Rétthyrndi hluti borðsins er sinnum rétthyrningur með hálfhring á hvorum enda eins og sýnt er. ⓐ Finnið flatarmál borðsins þegar annar fellihlutinn er uppi. ⓑ Finnið flatarmál borðsins þegar báðir fellihlutarnir eru uppi.
260.
Málun Leora vill mála barnaherbergið heima hjá sér. Herbergið er sinnum rétthyrningur og lofthæðin er fet. Á einum vegg er sinnum hurð, á öðrum vegg er sinnum skáphurð og á þriðja veggnum er einn sinnum gluggi. Á fjórða veggnum eru hvorki dyr né gluggar. Ef hún málar aðeins veggina fjóra en hvorki loft né hurðir, hve mörg ferfet þarf hún að mála?
Ritunaræfingar
261.
Lýsið tveimur mismunandi leiðum til að finna flatarmál þessarar myndar og sýnið síðan útreikningana til að ganga úr skugga um að báðar leiðir gefi sama flatarmál.
262.
Hringur hefur þvermálið 1 4 14 fet. Finnið flatarmál hringsins ⓐ með 3 . 1 4 3.14 fyrir π π og ⓑ með 2 2 7 22/7 fyrir π . π . ⓒ Hvorn útreikninginn kjósið þið? Hvers vegna?
Sjálfsmat
ⓐ Þegar þið hafið lokið æfingunum skuluð þið nota þennan gátlista til að meta tök ykkar á námsmarkmiðum kaflans.
ⓑ Þegar þið hafið skoðað gátlistann, teljið þið ykkur vel undirbúin fyrir næsta kafla? Hvers vegna eða hvers vegna ekki?