I poliedri diagonale DEFINIZIONE. Un poliedro è la parte di spazio delimitata da poligoni posti su piani diversi in modo tale che ogni lato sia comune.

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1 I poliedri diagonale DEFINIZIONE. Un poliedro è la parte di spazio delimitata da poligoni posti su piani diversi in modo tale che ogni lato sia comune a due di essi. faccia vertice spigolo I poligoni che delimitano il poliedro si dicono facce. I vertici e i lati di ogni poligono vengono detti rispettivamente vertici e spigoli del poliedro. I segmenti che uniscono due vertici opposti non appartenenti alla stessa faccia si dicono diagonali. I poliedri

2 I poliedri Un poliedro si dice convesso se il piano di ogni faccia non interseca il poliedro; si dice concavo se il piano di qualche faccia interseca il poliedro. Poliedro concavo Poliedro convesso I poliedri

3 La relazione di Eulero Consideriamo i seguenti poliedri e contiamo, per ognuno, il numero di facce, vertici e spigoli. f = 4, v = 4, s = 6 f = 6, v = 8, s = 12 f = 8, v = 12, s = 18 Possiamo notare che in ogni poliedro convesso il numero delle facce sommato al numero dei vertici è uguale al numero degli spigoli aumentato di due: Pertanto possiamo enunciare il seguente: TEOREMA. In ogni poliedro convesso la somma del numero delle facce e del numero dei vertici è uguale al numero degli spigoli aumentato di due. I poliedri

4 Lo sviluppo di un poliedro su un piano
DEFINIZIONE. Lo sviluppo di un solido è la rappresentazione di tutte le sue facce su un piano. A seconda di come vengono effettuati i tagli lungo gli spigoli si ottengono diversi sviluppi nel piano. Nelle figure seguenti abbiamo rappresentato lo sviluppo di un parallelepipedo. I poliedri

5 Il concetto di volume DEFINIZIONE. Il volume di un corpo consiste nella parte di spazio che il corpo occupa. DEFINIZIONE. Due solidi si dicono equivalenti se hanno lo stesso volume. PROPRIETÀ. Solidi scomponibili in solidi rispettivamente congruenti sono equivalenti; solidi che sono somma di solidi rispettivamente congruenti sono equivalenti; solidi che sono differenza di solidi rispettivamente congruenti sono equivalenti; solidi che sono somma di solidi rispettivamente equivalenti sono equivalenti; solidi che sono differenza di solidi rispettivamente equivalenti sono equivalenti. I poliedri

6 Il volume dei poliedri DEFINIZIONE. Misurare il volume di un solido significa confrontarlo con un altro solido scelto come unità di misura e stabilire quanto volte quest’ultimo è contenuto nel primo. UNITÀ DI MISURA. Come unità di misura del volume dei solidi assumeremo un cubo con lo spigolo di 1 metro, cioè il metro cubo o un suo multiplo o sottomultiplo. I poliedri

7 I prismi DEFINIZIONE. Il prisma è un poliedro costituito da due poligoni congruenti posti su due piani paralleli e con i lati corrispondenti paralleli, e da tanti parallelogrammi quanti sono i lati di ciascuno dei due poligoni. In un prisma è possibile distinguere i seguenti elementi: base spigolo laterale faccia laterale altezza base spigolo di base I poliedri

8 I prismi DEFINIZIONE. Un prisma è retto se gli spigoli laterali sono perpendicolari ai piani delle basi. DEFINIZIONE. Un prisma è regolare se è retto e se ha come basi due poligoni regolari. I poliedri

9 La superficie laterale e totale dei prismi retti
REGOLA. L’area della superficie laterale del prisma retto è uguale al prodotto del perimetro di base per la misura dell’altezza del prisma: Da questa formula possiamo ottenere le due formule inverse: I poliedri

10 La superficie laterale e totale dei prismi retti
REGOLA. L’area della superficie totale del prisma retto si ottiene addizionando all’area della superficie laterale il doppio dell’area di una base: Da questa formula possiamo ottenere le due formule inverse: I poliedri

11 Il volume del prisma retto
REGOLA. Il volume del prisma retto si ottiene moltiplicando l’area di base per la misura dell’altezza: Dalla formula precedente si ricavano le formule inverse: I poliedri

12 Il parallelepipedo DEFINIZIONE. Un prisma che ha come basi due parallelogrammi è detto parallelepipedo. DEFINIZIONE. Il parallelepipedo rettangolo è un parallelepipedo retto che ha come basi due rettangoli; le sue facce sono a due a due congruenti. In ogni parallelepipedo distinguiamo: le facce opposte, quelle che non hanno spigoli in comune, ad esempio le facce ABCD e A’B’C’D’; i vertici opposti, quelli che non appartengono alla stessa faccia, ad esempio D e B’; le diagonali, quei segmenti che uniscono due vertici opposti, ad esempio DB’. I poliedri

13 Il parallelepipedo L’area della superficie del parallelepipedo rettangolo Poiché il parallelepipedo rettangolo è un prisma retto, possiamo calcolare l’area della superficie laterale e totale con le seguenti formule: Avremo inoltre le seguenti formule inverse: Indicando con a, b, c, le tre dimensioni del parallelepipedo rettangolo possiamo anche scrivere: I poliedri

14 Il parallelepipedo La diagonale del parallelepipedo rettangolo
Applicando il teorema di Pitagora al triangolo ABD avremo: Applicando lo stesso teorema al triangolo BB’D avremo: Quindi possiamo scrivere ed estraendo la radice quadrata otteniamo la seguente: REGOLA. La misura della diagonale di un parallelepipedo rettangolo è uguale alla radice quadrata della somma dei quadrati delle misure delle sue tre dimensioni; in simboli: I poliedri

15 Il volume del parallelepipedo rettangolo
Indicando con a, b, c le misure delle tre dimensioni di un parallelepipedo rettangolo, possiamo enunciare la seguente: REGOLA. Il volume del parallelepipedo rettangolo si ottiene eseguendo il prodotto delle sue tre dimensioni: Sostituendo nella formula precedente Ab al posto di ab che rappresenta l’area di base, e h al posto di c, che rappresenta l’altezza, otteniamo: REGOLA. Il volume del parallelepipedo rettangolo si ottiene moltiplicando l’area di base per la misura dell’altezza ad essa relativa. I poliedri

16 Il cubo DEFINIZIONE. Il cubo è un parallelepipedo rettangolo avente le tre dimensioni congruenti e quindi le sue facce sono sei quadrati congruenti. In ogni cubo distinguiamo: gli spigoli, tutti congruenti al lato l di una faccia; le facce, tutte quadrate e congruenti tra loro; le diagonali, quei segmenti che uniscono due vertici opposti come ad esempio AC’. I poliedri

17 Il cubo L’area della superficie del cubo
REGOLA. L’area della superficie laterale di un cubo è uguale a quattro volte l’area di una faccia: Da questa formula si può ricavare la formula inversa: REGOLA. L’area della superficie totale di un cubo è uguale a sei volte l’area di una faccia: Da questa formula si può ricavare la formula inversa: I poliedri

18 Il cubo La diagonale del cubo
La misura della diagonale di un cubo si calcola mediante la formula utilizzata per il calcolo della diagonale di un parallelepipedo: REGOLA. La misura della diagonale di un cubo è uguale al prodotto della misura dello spigolo per √3; in simboli: Da questa formula si può ricavare la formula inversa: I poliedri

19 Il volume del cubo REGOLA. Il volume del cubo si ottiene elevando alla terza potenza la misura del suo spigolo. In simboli: Dalla formula precedente si ricava la formula inversa: I poliedri

20 La piramide DEFINIZIONE. La piramide è un poliedro che ha come base un poligono qualsiasi e come facce laterali tanti triangoli, quanti sono i lati del poligono di base e aventi tutti il vertice comune. Facendo riferimento alla figura a lato, in ogni piramide, distinguiamo: la base, rappresentata dal poligono ABCD; le facce laterali rappresentate dai triangoli VAB, VBC, VCD e VDA; l’altezza VH rappresentata dalla distanza fra il vertice e il piano della base; gli spigoli di base e laterali costituiti rispettivamente dai lati della base ABCD e dai segmenti che uniscono il vertice della piramide con i vertici di base. I poliedri

21 La piramide DEFINIZIONE. Una piramide si dice retta se nella base si può iscrivere una circonferenza e il piede dell’altezza coincide con il centro di questa circonferenza. Il raggio della circonferenza è detto anche apotema di base. DEFINIZIONE. Una piramide si dice regolare se è retta e se ha come base un poligono regolare. DEFINIZIONE. L’apotema di una piramide retta è l’altezza di uno qualunque dei triangoli che costituiscono le facce laterali. Essendo l’altezza della piramide perpendicolare alla base, facendo riferimento agli elementi della figura a lato, si può applicare il teorema di Pitagora al triangolo rettangolo VOM ottenendo le seguenti relazioni: I poliedri

22 La piramide L’area della superficie della piramide
L’area della superficie laterale è data dalla somma delle aree dei triangoli che formano le facce laterali. REGOLA. L’area della superficie laterale della piramide retta è uguale al prodotto del semiperimetro di base per la misura dell’apotema della piramide; in simboli: Dalla formula precedente ricaviamo le seguenti formule inverse: I poliedri

23 La piramide REGOLA. L’area della superficie totale della piramide si ottiene addizionando l’area della superficie laterale con l’area di base: Dalla formula precedente ricaviamo le seguenti formule inverse: ATTENZIONE: Se la piramide non è retta, l’area della superficie laterale si calcola effettuando la somma delle aree delle singole facce con l’avvertenza che gli apotemi di ciascuna faccia differiscono tra loro in base alla lunghezza dello spigolo di base cui si riferiscono. I poliedri

24 Il volume della piramide
PROPRIETÀ. La piramide è equivalente alla terza parte di un prisma avente la stessa area di base e l’altezza congruente all’altezza della piramide. Di conseguenza: REGOLA. Il volume della piramide è uguale a un terzo del prodotto dell’area di base per la misura dell’altezza. In simboli: Dalla formula precedente ricaviamo le inverse: I poliedri

25 I poliedri regolari DEFINIZIONE. Un poliedro si dice regolare se tutte le sue facce sono poligoni regolari congruenti fra di loro e se i suoi diedri e i suoi angoloidi sono congruenti tra di loro. L’area della superficie dei poliedri regolari Poiché le facce sono poligoni regolari, possiamo calcolare le loro aree moltiplicando il quadrato della misura del lato per il numero fisso φ, caratteristico di ogni poligono regolare: I poliedri

26 I poliedri regolari Tetraedro Cubo o Esaedro Ottaedro Dodecaedro
Icosaedro I poliedri

27 Il volume dei poliedri regolari
REGOLA. Il volume di un poliedro regolare è uguale al prodotto del cubo della misura dello spigolo per il numero fisso caratteristico di ogni poliedro regolare. In simboli: Dalla formula precedente ricaviamo la formula inversa: I numeri fissi n dei cinque poliedri regolari sono: Tetraedro regolare n = 0,118 Cubo o esaedro regolare n = 1 Ottaedro regolare n = 0,471 Dodecaedro regolare n = 7,663 Icosaedro regolare n = 2,182 I poliedri

28 Il peso specifico DEFINIZIONE. Per ogni sostanza, il rapporto tra il peso e il volume è costante e prende il nome di peso specifico. In simboli: Dalla formula precedente ricaviamo le formule inverse: Nell’applicare queste formule bisogna inoltre considerare che: se il volume è espresso in cm3, il peso è espresso in g e viceversa; se il volume è espresso in dm3, il peso è espresso in kg e viceversa; se il volume è espresso in m3, il peso è espresso in Mg (tonnellate) e viceversa. I poliedri