Przejdź do treści
Poznaj Compass

Objętości i pola powierzchni brył — wzory, przykłady i zadania

Objętość graniastosłupa i walca to pole podstawy razy wysokość, V=Pp⋅HV=P_p\cdot H; dla ostrosłupa i stożka bierzemy 13\tfrac{1}{3} tego, a objętość kuli to V=43πr3V=\tfrac{4}{3}\pi r^3. Pole powierzchni całkowitej to suma pól wszystkich ścian.

Stereometria · matura podstawowa 4 LO → Zobacz na planecie → Co trzeba umieć wcześniej? →

Wzory w skrócie

Objętość graniastosłupa i walca PpP_p — pole podstawy, HH — wysokość; dla ostrosłupa i stożka V=13Pp⋅HV=\tfrac{1}{3}P_p\cdot H
V=Pp⋅HV=P_p\cdot H
Objętość kuli rr — promień kuli
V=43πr3V=\tfrac{4}{3}\pi r^3
Stożek: promień, wysokość i tworząca rr — promień podstawy, HH — wysokość, ll — tworząca
r2+H2=l2r^2+H^2=l^2
Przekątna sześcianu aa — krawędź sześcianu
d=a3d=a\sqrt{3}

Wzory na objętość i pole powierzchni brył

Objętość graniastosłupa i walca to pole podstawy razy wysokość: V=Pp⋅HV=P_p\cdot H; dla ostrosłupa i stożka bierzesz 13\tfrac{1}{3} tego, dla kuli V=43πr3V=\tfrac{4}{3}\pi r^3. Pole powierzchni całkowitej to suma pól wszystkich ścian: podstaw i ścian bocznych. Większość zadań to najpierw wyznaczenie brakującego wymiaru (z warunku, z trójkąta prostokątnego albo z tangensa kąta), a dopiero potem wzór.

Przykłady: graniastosłup, ostrosłup, walec, sześcian

  • graniastosłup prawidłowy sześciokątny, a=4a=\mathbf{4}, H=3H=\mathbf{3}: Pp=6⋅4234=243P_p=6\cdot\frac{4^2\sqrt{3}}{4}=24\sqrt{3}, V=243⋅3=723V=24\sqrt{3}\cdot 3=\textcolor{#4f46e5}{\mathbf{72\sqrt{3}}}
  • ostrosłup, kwadrat o boku 6\mathbf{6}, krawędź boczna 9\mathbf{9} prostopadła do podstawy (to jest wysokość!): V=13⋅36⋅9=108V=\tfrac{1}{3}\cdot 36\cdot 9=\textcolor{#4f46e5}{\mathbf{108}}
  • walec, r=2r=\mathbf{2}, V=20πV=\mathbf{20\pi}: π⋅22⋅H=20π⇒H=5\pi\cdot 2^2\cdot H=20\pi\Rightarrow H=\textcolor{#4f46e5}{\mathbf{5}}
  • sześcian o objętości 64\mathbf{64}: a=4a=4, przekątna d=a3=43d=a\sqrt{3}=\textcolor{#4f46e5}{\mathbf{4\sqrt{3}}}

Bryły na maturze — skąd wziąć brakujący wymiar

Na maturze: wzory na objętości i pola brył, pole trójkąta równobocznego a234\frac{a^2\sqrt{3}}{4} i przekątną sześcianu a3a\sqrt{3} masz w karcie wzorów — ucz się nie wzorów, tylko tego, KTÓREGO wymiaru brakuje i z jakiego trójkąta go wyciągnąć. Sześciokąt foremny o boku aa to sześć trójkątów równobocznych o boku aa. Pułapka: wysokość ostrosłupa i wysokość ściany bocznej to różne odcinki; w stożku promień, wysokość i tworząca zawsze tworzą trójkąt prostokątny (r2+H2=l2r^2+H^2=l^2).

Przykłady krok po kroku

Każdy przykład to inny typ zadania z tego tematu: najpierw sposób, potem zadanie rozwiązane krok po kroku.

Przykład 1 Liczba wierzchołków, krawędzi i ścian bryły

Ostrosłup n-kątny (na rysunku n = 6)

Z liczby boków podstawy n liczysz wierzchołki, krawędzie i ściany ostrosłupa lub graniastosłupa, a z podanej liczby ścian, wierzchołków albo stosunku W/K odczytujesz n.

Zadanie Ostrosłup prawidłowy ma 3030 krawędzi. Ile ścian ma ten ostrosłup?

  1. Ostrosłup o podstawie nn-kątnej ma nn krawędzi w podstawie i nn krawędzi bocznych, więc K=2nK=2n. Z warunku 2n=302n=30, czyli n=15n=15.
  2. Ściany to nn ścian bocznych (po jednej na każdy bok podstawy) plus jedna podstawa: S=n+1S=n+1.
  3. S=15+1=16S=15+1=16.

Odpowiedź: 16 ścian

Przykład 2 Sześcian: krawędź, objętość, pole i przekątna

Sześcian

Z jednej wielkości sześcianu (objętość a do potęgi 3, pole 6a do potęgi 2, przekątna ściany a2\sqrt{2} lub przekątna sześcianu a3\sqrt{3}) wyznaczasz krawędź a i przeliczasz ją na pozostałe.

Zadanie Pole powierzchni całkowitej sześcianu jest równe 150150. Oblicz długość przekątnej tego sześcianu.

  1. Wszystko w sześcianie wyraża się przez krawędź aa, więc najpierw ją wyznaczam: 6a2=1506a^2=150, czyli a2=25a^2=25 i a=5a=5.
  2. Przekątna sześcianu to przeciwprostokątna trójkąta o przyprostokątnych: krawędź aa i przekątna ściany a2a\sqrt{2}, stąd d2=a2+2a2=3a2d^2=a^2+2a^2=3a^2, czyli d=a3d=a\sqrt{3} (wzór z karty).
  3. d=53d=5\sqrt{3}.

Odpowiedź: 535\sqrt{3}

Przykład 3 Prostopadłościan: krawędzie z warunku

Prostopadłościan

Zapisujesz trzy krawędzie przez jedną niewiadomą (kolejne liczby, ciąg geometryczny, stosunek), układasz równanie z objętości lub pola całkowitego 2(ab + bc + ac) i liczysz szukaną wielkość.

Zadanie Długości trzech krawędzi wychodzących z jednego wierzchołka prostopadłościanu tworzą ciąg geometryczny o ilorazie 22. Objętość tego prostopadłościanu jest równa 512512. Oblicz pole powierzchni całkowitej tego prostopadłościanu.

  1. Trzy krawędzie zapisuję jedną niewiadomą: najkrótsza xx, kolejne 2x2x i 4x4x (każda następna to poprzednia razy iloraz).
  2. Objętość to iloczyn krawędzi: V=x⋅2x⋅4x=8x3V=x\cdot 2x\cdot 4x=8x^3. Z warunku 8x3=5128x^3=512, więc x3=64x^3=64 i x=4x=4.
  3. Krawędzie mają długości 44, 88, 1616.
  4. Pole całkowite to dwa razy suma pól trzech różnych ścian: Pc=2(4⋅8+8⋅16+4⋅16)=2(32+128+64)=2⋅224=448P_c=2(4\cdot 8+8\cdot 16+4\cdot 16)=2(32+128+64)=2\cdot 224=448.

Odpowiedź: Pc=448P_c=448

Przykład 4 Objętość graniastosłupa prawidłowego

Graniastosłup prawidłowy trójkątny

Liczysz pole podstawy (kwadrat a do potęgi 2, trójkąt równoboczny a do potęgi 23\sqrt{3}/4, sześciokąt foremny 6·a do potęgi 23\sqrt{3}/4), mnożysz je przez wysokość i dokładasz ściany boczne o polu a·H.

Zadanie Krawędź podstawy graniastosłupa prawidłowego trójkątnego ma długość 44, a pole jednej ściany bocznej jest równe 2424. Oblicz objętość tego graniastosłupa.

  1. Do objętości potrzebuję wysokości HH. Ściana boczna to prostokąt o bokach a=4a=4 i HH, więc 4H=244H=24 i H=6H=6.
  2. Podstawa to trójkąt równoboczny o boku 44: Pp=a234=1634=43P_p=\frac{a^2\sqrt{3}}{4}=\frac{16\sqrt{3}}{4}=4\sqrt{3} (wzór z karty).
  3. V=Pp⋅H=43⋅6=243V=P_p\cdot H=4\sqrt{3}\cdot 6=24\sqrt{3}.

Odpowiedź: V=243V=24\sqrt{3}

Przykład 5 Objętość ostrosłupa z wysokości ściany bocznej

Ostrosłup

Wyznaczasz wysokość ostrosłupa (z krawędzi prostopadłej do podstawy, z trójkąta prostokątnego lub z tangensa kąta), liczysz V = ⅓·P_p·H oraz pole całkowite jako podstawę plus trójkątne ściany boczne.

Zadanie Podstawą ostrosłupa prawidłowego czworokątnego jest kwadrat o boku 66, a wysokość ściany bocznej ma długość 55. Oblicz objętość tego ostrosłupa.

  1. Do objętości potrzebuję wysokości HH ostrosłupa, nie ściany. Spodek HH to środek kwadratu, więc HH, połowa boku (33) i wysokość ściany bocznej (55) tworzą trójkąt prostokątny.
  2. Z twierdzenia Pitagorasa: H2=52−32=16H^2=5^2-3^2=16, czyli H=4H=4.
  3. Pp=62=36P_p=6^2=36, więc V=13⋅36⋅4=48V=\frac{1}{3}\cdot 36\cdot 4=48.

Odpowiedź: V=48V=48

Przykład 6 Promień podstawy stożka z danej objętości

Stożek

Podstawiasz do V = πr do potęgi 2H, V = ⅓πr do potęgi 2H, V = 4/3πr do potęgi 3, a gdy dana jest objętość — układasz równanie i wyznaczasz promień lub wysokość.

Zadanie Objętość stożka o wysokości 66 jest równa 32π32\pi. Oblicz promień podstawy tego stożka.

  1. Dana jest objętość, szukany promień — układam równanie ze wzoru: V=13πr2HV=\frac{1}{3}\pi r^2 H, czyli 13πr2⋅6=32π\frac{1}{3}\pi r^2\cdot 6=32\pi.
  2. Lewa strona upraszcza się do 2πr22\pi r^2, więc 2πr2=32π2\pi r^2=32\pi; dzielę obie strony przez 2π2\pi: r2=16r^2=16.
  3. r=4r=4 (promień jest dodatni).

Odpowiedź: r=4r=4

Najczęstsze błędy

  • Pomylenie wysokości ostrosłupa z wysokością ściany bocznej. To różne odcinki, a do objętości potrzebna jest wysokość ostrosłupa HH.
  • Wysokość stożka w miejscu tworzącej (albo odwrotnie). Promień, wysokość i tworząca tworzą trójkąt prostokątny: r2+H2=l2r^2+H^2=l^2.
  • Brak 13\tfrac{1}{3} przy ostrosłupie i stożku — bez niego wychodzi objętość graniastosłupa albo walca.

Sprawdź się na zadaniach

Rozwiąż samodzielnie, a potem sprawdź odpowiedź i rozwiązanie krok po kroku.

Zadanie 1

Graniastosłup prawidłowy ma 20262026 wierzchołków. Liczba wszystkich krawędzi tego graniastosłupa jest równa:

Zadanie 2

Objętość sześcianu jest równa 216216. Długość przekątnej tego sześcianu jest równa:

Zadanie 3

Długości trzech wychodzących z jednego wierzchołka krawędzi prostopadłościanu są trzema kolejnymi liczbami naturalnymi. Najkrótsza krawędź tego prostopadłościanu ma długość 44. Pole powierzchni całkowitej tego prostopadłościanu jest równe:

Zadanie 4
Graniastosłup prawidłowy sześciokątny

Wysokość graniastosłupa prawidłowego sześciokątnego jest równa 55, a pole jego podstawy jest równe 24324\sqrt{3}. Pole jednej ściany bocznej tego graniastosłupa jest równe:

Zadanie 5
Ostrosłup

Podstawą ostrosłupa jest trójkąt prostokątny o przyprostokątnych 66 i 88. Jedna z krawędzi bocznych tego ostrosłupa ma długość 1010 i jest prostopadła do płaszczyzny podstawy. Objętość tego ostrosłupa jest równa:

Zadanie 6
Walec

Objętość walca o promieniu podstawy 33 jest równa 27π227\pi^2. Wysokość tego walca jest równa:

Zadanie egzaminacyjne arkusz CKE · zadanie 29

W pewnym ostrosłupie prawidłowym stosunek liczby WW wszystkich wierzchołków do liczby KK wszystkich krawędzi jest równy WK=35\frac{W}{K} = \frac{3}{5}.

Dokończ zdanie. Wybierz właściwą odpowiedź spośród podanych.

Podstawą tego ostrosłupa jest

Zadania z arkuszy CKE na ten temat

Wszystkie arkusze →

Prawdziwe zadania egzaminacyjne z tego tematu — z odpowiedzią i rozwiązaniem krok po kroku.

Filmy, które pomogą

Krótkie wytłumaczenia z różnych kanałów.

Objętość graniastosłupa MATMAG.pl
Wierzchołki i krawędzie graniastosłupa Matemaks
Ostrosłupy — zadania Pi-stacja Matematyka
Ściany, wierzchołki i krawędzie ostrosłupa Marek Duda

Najczęstsze pytania

Jakie są wzory na objętość brył?

Graniastosłup i walec: V=Pp⋅HV=P_p\cdot H; ostrosłup i stożek: V=13Pp⋅HV=\tfrac{1}{3}P_p\cdot H; kula: V=43πr3V=\tfrac{4}{3}\pi r^3. Podstawą walca jest koło, więc V=πr2HV=\pi r^2H.

Jak obliczyć pole powierzchni całkowitej bryły?

Dodajemy pola wszystkich ścian: podstaw i ścian bocznych. Dla stożka Pc=πr2+πrlP_c=\pi r^2+\pi rl, gdzie ll to tworząca, a pole powierzchni kuli to 4πr24\pi r^2.

Jak obliczyć przekątną sześcianu?

Ze wzoru d=a3d=a\sqrt{3}, gdzie aa to krawędź. Sześcian o objętości 6464 ma krawędź 44, więc jego przekątna to 434\sqrt{3}.

Jak obliczyć wysokość walca, gdy znam objętość?

Układamy równanie ze wzoru V=πr2HV=\pi r^2H. Dla r=2r=2 i V=20πV=20\pi: π⋅22⋅H=20π\pi\cdot 2^2\cdot H=20\pi, więc H=5H=5.

Jak obliczyć tworzącą stożka?

Z twierdzenia Pitagorasa, bo promień, wysokość i tworząca tworzą trójkąt prostokątny: r2+H2=l2r^2+H^2=l^2. Dla r=6r=6 i H=8H=8: l2=100l^2=100, więc l=10l=10.

Aktualizacja:

Powiązane tematy

Wszystkie tematy →

Sprawdź, co już umiesz — zrób darmową diagnozę

Diagnoza jest bezpłatna, a na start wystarczą imię i klasa — bez adresu e-mail. To test w Compass — platformie diagnostyczno-adaptacyjnej z AI (35 pytań, zwykle 15–30 minut), który pokaże, które tematy matury podstawowej już umiesz, a które trzeba powtórzyć. E-mail podajesz po teście, jeśli chcesz zapisać wynik i dostać lekcje i zadania dobrane do niego.

Zrób darmową diagnozę