Объем тетраэдра формула по координатам. Объем тетраэдра

Кто-то из нас математику в школе просто прогуливал, кто-то проболел, а кто-то подзабыл за давностью школьных лет, но так или иначе, рано или поздно возникает вопрос: «Как найти площадь квадрата?»

Самая основная формула того, как найти площадь квадрата:

• S — площадь квадрата,
• а — сторона квадрата.

Так как у квадрата все стороны равны, то площадь квадрата — это сторона в квадрате. Например, нам известно, что длина стороны квадрата — 4 см. Тогда по формуле S=a 2 получится: S=4 2 =16 (см 2).

Ещё один способ нахождения площади квадрата — по периметру. Периметр квадрата (Р) равен сумме всех сторон квадрата, а так как у квадрата все стороны равны, то имеет следующую формулу:

• Р — периметр квадрата,
• а — сторона квадрата.

Таким образом, если нам известен периметр квадрата, мы можем вычислить его площадь по следующей формуле:

Разделив периметр на 4, мы получим длину одной стороны квадрата, после чего по первой формуле легко вычислить площадь.

Также можно найти площадь квадрата, если известна длина его диагонали. Особенности квадрата, как геометрической фигуры таковы, что его диагонали (отрезок, проведённые между несмежными вершинами квадрата) делят квадрат на два прямоугольных и равнобедренных треугольника. Прямоугольный треугольник — это такой треугольник, в составе которого есть прямой угол, а нам известно, что у квадрата все углы прямые. Равнобедренный треугольник — это такой треугольник, у которого две стороны равны. Диагонали квадрата являются одновременно и биссектрисами его углов. Биссектриса — это луч, которая делит угол пополам.

По теореме Пифагора известно, что квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов:

с 2 = b 2 + a 2

Но так как у нас катеты равны, то формула будет иметь следующий вид:

с 2 = а 2 + а 2 = 2а 2

В нашем случае гипотенуза — это диагональ квадрата (с = d), а катеты — сторона (b,е = a). Имеем:

Из вышеприведённой формулы можно вывести формулу нахождения катета (стороны квадрата):

Подставляем данное значение в первую формулу:

Сокращаем значения корня и второй степени и получаем формулу:

Например, если диагональ равна 8 см., то площадь квадрата равна:

S=8 2 /2 = 32 (см.).

Ещё одна формула нахождения площади квадрата — по радиусу вписанной (r) и описанной (R) окружности.

Вписанная окружность — это окружность, которая касается середины каждой стороны квадрата и имеет радиус, равный половине середины стороны:

Описанная окружность – это такая окружность, которая касается вершины каждого угла квадрата:

Таким образом, для нахождения площади квадрата при помощи радиуса вписанной окружности получаем следующую формулу:

S=(2r) 2 =2 2 *r 2 =4r 2

Например, если радиус вписанной окружности 3 см., то

S=4*3 2 =4*9=36 (см.).

Для нахождения площади квадрата при помощи радиуса описанной окружности получаем такую формулу:

S=d 2 /2=2R 2 /2=(2 2 *R 2)/2=2R 2

Таким образом, если радиус описанной окружности равен 4, то по формуле:

S=2*4 2 =2*16=32 (см).

Вот все способы того, как найти площадь квадрата, формулы вы также имели возможность вывести сами. Успешных Вам решений!

Что необходимо знать о квадрате?

Прежде чем приступать к проведению вычислений, необходимо знать некоторые важные сведения об этой фигуре, среди которых:

• все стороны квадрата равны;
• все углы квадрата прямые;
• площадь квадрата – это способ исчисления того, как много места занимает фигура в двухмерном пространстве;
• двухмерное пространство – это лист бумаги или экран компьютера, где нарисован квадрат;
• периметр не является индикатором наполненности фигуры, однако позволяет работать с его сторонами;
• периметр – это сумма всех сторон квадрата;
• подсчитывая периметр, мы оперируем одномерным пространством, что означает фиксацию результата в метрах, а не метрах квадратных (площадь).

Как найти площадь квадрата?

Вычисление площади данной фигуры можно просто и легко объяснить на примере:

• предположим, что сторона квадрата равна 8 метрам;
• для подсчета площади любого прямоугольника нужно умножить значение одной его стороны на другую (8 х 8 = 64);
• поскольку мы умножаем метры на метры, то в результате получаем квадратные метры (м2).

Как найти периметр квадрата?

Зная, что все стороны данного прямоугольника равны, необходимо сделать следующие манипуляции, чтобы вычислить его периметр:

• сложите все четыре стороны квадрата (8 + 8 + 8 + 8 = 32);
• полученное значение будет периметром квадрата, зафиксированным в метрах.

Все формулы и исчисления, приведенные в рамках данной статьи, применимы для любого прямоугольника. Важно помнить, что когда речь идет о других прямоугольниках, которые не являются правильными, значение сторон будет разным, например 4 и 8 метров. Это означает, что для нахождения площади такого прямоугольника необходимо будет умножать разные по значению стороны фигуры, а не одинаковые.

Необходимо помнить и то, что площадь измеряется в квадратных, а периметр в простых метрах. Если периметр нарисовать в виде одной длинной линии, то его значение не изменится, что говорит о том, что исчисления проводятся в одномерном пространстве.

Площадь измеряется в двухмерном пространстве, о чем говорят квадратные метры, которые мы получаем, умножив метры на метры. Площадь является индикатором наполненности геометрической фигуры, и говорит нам о том, сколько воображаемого покрытия необходимо для того чтобы заполнить квадрат или другой прямоугольник.

Простые объяснения видео урока позволят быстро вычислить площадь и периметр не только квадрата, но и любого прямоугольника. Данные знания школьного курса будут полезны во время ремонта дома или на садовом участке.

Квадрат - правильный четырехугольник, у которого все стороны и углы равны. Это идеальная геометрическая фигура, которая широко встречается в реальности и имеет большое прикладное значение.

Геометрия квадрата

Квадрат - четыре точки, четыре стороны, четыре прямых угла. Диагонали четырехугольника равны, пересекаются под углом 90 градусов, в точке пересечения делятся пополам и являются биссектрисами углов фигуры. Кроме того, диагонали разделяют фигуру на равнобедренные прямоугольные треугольники, что делает квадрат королем симметрии. Квадрат - частный случай параллелограмма, ромба и прямоугольника.

В евклидовой геометрии все углы квадрата равны 90 градусам, а сумма углов фигуры составляет 360 градусов. Евклидова геометрия - это теория о фигурах, построенных на плоскости. Если квадрат построить на сфере, то каждый его угол будет равен 120 градусам, а если на гиперболической поверхности - 72 градуса. Таким образом, в геометриях Римана и Лобачевского квадрат, как фигура с прямыми углами, не существует, и представляет собой равносторонний четырехугольник.

Единичный квадрат

Единичный квадрат - это плоский квадрат, сторона которого равна единичному отрезку. Такой четырехугольник используется для измерения площади других геометрических фигур: измерение размеров сводится к задаче вычисления количества единичных квадратов, которые могут замостить плоскость, ограниченную сторонами фигуры. Известно, что такой метод определения площадей использовали древние вавилоняне, а вот отец геометрии Евклид замерял фигуры относительно друг друга. До открытия интегрального исчисления нахождение площади фигур при помощи единичного квадрата называлось квадратурой.

Квадрат в реальности

Квадрат - двухмерная вариация куба, и квадратную форму имеет множество реальных объектов. Помимо того, что квадраты постоянно встречаются при вычислениях площадей, форму квадрата имеют тротуарные плитки, ковры, флаги, а также грани сахарных кубиков, ламповых телевизоров или картонных ящиков. Абстрактный четырехугольник широко распространен в дизайне, архитектуре и искусстве, а самым известным квадратом в мире считается «Черный квадрат» Казимира Малевича.

Площадь квадрата

Формула площади квадрата - одна из самых простых формул, которые мы знаем со школьной скамьи. Для вычисления нам необходимо возвести в квадрат сторону фигуры:

В школьных задачах может потребоваться отыскать размер квадрата, зная только его диагональ. Программный код калькулятора использует известную зависимость между стороной и диагональю квадрата, которая выводится из . Так как диагонали разделяют квадрат на равнобедренные прямоугольные треугольники, то их катеты равны, поэтому:

Для единичного квадрата диагональ соотносится со стороной как d = 1,4142a. Вы можете вычислить площадь фигуры, зная только одну переменную на выбор:

• длину стороны;
• длину диагонали.

Рассмотрим пару примеров.

Примеры из реальной жизни

Кафель

Допустим, мы хотим отделать стену кафелем. Чаще всего кафель имеет именно квадратную форму, и для того чтобы выяснить расход отделочного материала, нам понадобится узнать площадь поверхности и размер одного элемента. Пусть нам требуется замостить кафелем пол в ванной комнате, площадь которого составляет 3 квадратных метра, а для отделки мы выбрали кафельные плитки со стороной 15 см. Для корректного расчета представим сторону в метрах, то есть a = 0,15. Площадь одной плитки составит:

Тогда для отделки пола нам понадобится 3/0,0225 = 133 кафельных плитки.

Школьная задача

В задаче по геометрии требуется определить площадь квадрата, длина диагонали которого составляет 13 см. При решении такой задачи вручную нам потребовалось бы использовать теорему Пифагора для вычисления стороны. Мы можем сэкономить время и просто ввести длину диагонали в форму калькулятора и получить ответ, равный:

Сторона квадрата при этом равна 9,19 см, что соответствует теореме Пифагора. Так как все стороны квадрата равны, мы не можем получить пифагоровы тройки (то есть натуральные числа) при вычислении параметров фигуры.

Заключение

Квадрат - популярный четырехугольник. Расчет площади квадрата понадобится не только школьникам, но и представителям различных профессий. Несмотря на то, что формула для вычисления площади проста до безобразия, вам может понадобиться помощь при расчетах периметров и площадей других многоугольников. Для более сложных задач используйте калькуляторы из нашего каталога - там вы найдете инструменты для решения самых разных математических вопросов.

Площадь квадрата – базовое понятие, благодаря которому можно без проблем рассчитать расход материалов для ремонта, высчитать верные габариты мебели при замерах помещения, понять, сколько нужно удобрения и семян для высадки важных культур на огромном поле.

Приведенными формулами площади квадрата пользуются и строители, и мебельные производители, и представители сельского хозяйства.

Что такое квадрат?

Квадрат – правильный прямоугольник с равными сторонами. Каждый угол фигуры равен 90⁰. Квадрат относится к простым геометрическим фигурам, расположенным на плоскости. Найти площадь квадрата можно несколькими способами вычислений: по диагонали, по стороне, по периметру.

Формулы площади, примеры расчетов

Площадь простой фигуры – положительная величина, обладающая перечисленными ниже свойствами:

• Равные геометрические фигуры обладают равными площадями.
• В случае, если простая фигура разделена на несколько частей, ее общая площадь будет всегда равна сумме площадей всех элементов.
• Площадь квадрата всегда равна единице, если его сторона соответствует единице измерения.

По стороне

В геометрии площадь всегда обозначается как S, а маленькие латинские буквы (например, а и b) – это стороны простой фигуры.

В основе вычисления площади любого прямоугольника по стороне лежит простая формула: S = ab , но в случае с квадратом формулу преобразовывают в S = а² , так как две стороны одинаковы по длине.

Отсюда следует утверждение, что площадь квадрата равна квадрату его стороны.

Пример 1: Дан квадрат, сторона которого равна 5 см. Чему равна площадь?
Решение: S = 5² = 25 см

Пример 2: Сторона фигуры 3 см. Найдите площадь.
Решение: S = 3² = 9 см

По диагонали

Еще один вариант найти площадь – это произвести вычисления относительно диагонали фигуры (d). Правда, для этого нужно сперва найти длину самой диагонали. Известно, что диагональ делит квадрат на два равнобедренных треугольника. А значит, вычисления можно провести по известной теореме Пифагора, где катетами будут выступать стороны квадрата, а гипотенузой – собственно диагональ.

Расчет площади по диагонали производится по принципу: площадь квадрата равна квадрату длины диагонали (вычисленной по теореме Пифагора) и поделенному на два.

Пример: Дан квадрат, диагональ которого составляет 10 см. Как вычислить площадь?
Решение: Согласно формуле, приведенной выше, вычисления производятся так: S = 10²/2 = 100/2 = 50 cм²

По периметру

Периметр – сумма всех длин сторон квадрата. Обозначается периметр латинской буквой Р. Беря во внимание определение квадрата, получаем универсальную формулу расчета периметра для равностороннего четырехугольника: Р = 4а . То есть, периметр квадрата равен длине стороны, помноженной на четыре.

Вычисления площади квадрата относительно суммы всех сторон необходимо в том случае, если в задаче задано только значение периметра. Зная формулу вычисления периметра, очень легко найти площадь.

Если Р = 4а , то а = Р/4 . Далее уже нужно использовать формулу расчета площади по стороне.

Пример: Пусть будет дан квадрат с периметром 100 мм. Какова площадь?
Решение: Сторона квадрата будет равна 100/4 = 25 мм. Ну, а площадь квадрата дальше вычисляется по формуле, где площадь квадрата равна квадрату сторон. То есть, S = 25² = 625 мм²

Площадь квадрата вписанного в окружность

Этот вариант используется как следствие формулы, полученной ранее (расчет по диагонали). Согласно математическим данным, диаметр круга как раз и будет равен диагонали квадрата. Поэтому, чтобы оперативно рассчитать площадь равностороннего четырехугольника, достаточно будет знать диаметр круга. А далее используется уже известная формула: S = d²/2

Типовая задача: например, дана окружность с диагональю 8 см и в нее вписан квадрат. Какая площадь четырехугольника?
Правильное решение: S = 8²/2 = 64/2 = 32 cм²

Видео урок

Квадрат - это правильный четырёхугольник, у которого все стороны и углы равны между собой.
Площадь квадрата равна квадрату его стороны:
S = a 2

Доказательство

Начнем с того случая, когда a = 1/n, где n является целым числом .
Возьмем квадрат со стороной 1 и разобьем его на n 2 равных квадратов так, как показано на рисунке 1.

Так как площадь большого квадрата равна единице, то площадь каждого маленького квадрата равна 1/n 2 . Сторона каждого маленького квадрата равна 1/n, т. е. равна a. Итак,
S = 1/n 2 = (1/n) 2 = a 2 . (1)
Пусть теперь число a представляет собой конечную десятичную дробь, содержащую n знаков после запятой (в частности, число a может бать целым, и тогда n = 0) . Тогда число m = a · 10 n целое. Разобьем данный квадрат со стороной a на m 2 равных квадратов так, как показано на рисунке 2.

При этом каждая сторона данного квадрата разобьется на m равных частей, и, значит, сторона любого маленького квадрата равна

a/m = a / (a · 10 n) = 1/10 n .

По формуле (1) площадь маленького квадрата равна (1/10 n) 2 . Следовательно, площадь S данного квадрата равна

m 2 · (1/10 n) 2 = (m/10 n) 2 = ((a · 10 n)/10 n) 2 = a 2 .

Наконец, пусть число a представляет собой бесконечную десятичную дробь . Рассмотрим число a n , получаемое из a отбрасыванием всех десятичных знаков после запятой, начиная с (n + 1) -го. Так как число a отличается от a n не более чем на 1/10 n , то a n ≤ a ≤ a n + 1/10 n , откуда

a n 2 ≤ a 2 ≤ (a n + 1/10 n) 2 . (2)

Ясно, что площадь S данного квадрата заключена между площадью квадрата со стороной a n и площадью квадрата со стороной a n + 1/10 n:

т. е. между a n 2 и (a n + 1/10 n) 2 :

a n 2 ≤ S ≤ (a n + 1/10 n) 2 . (3)

Будем неограниченно увеличивать число n . Тогда число 1/10 n будет становиться сколь угодно малым, и, значит, число (a n + 1/10 n) 2 будет сколь угодно мало отличаться от числа a n 2 . Поэтому из неравенств (2) и (3) следует, что число S сколь угодно мало отличается от числа a 2 . Следовательно, эти числа равны: S = a 2 , что и требовалось доказать.

Так же площадь квадрата можно найти с помощью следующих формул:

S = 4r 2 ,
S = 2R 2 ,

Для вычисления площади и периметра квадрата нужно разобраться в понятиях этих величин. Квадрат представляет собой прямоугольник только с четырьмя одинаковыми сторонам, которые имеют между собой угол в 90°. Периметр - это сумма длин всех сторон. Площадь - это произведение длины прямоугольной фигуры на ее ширину.

Площадь квадрата и как ее найти

Как было сказано выше, квадрат - это прямоугольник, имеющий 4 равные стороны, поэтому ответом на вопрос: «как найти площадь квадрата» является формула: S = a*a или S = a 2 , где а - сторона квадрата. Исходя из этой формулы, легко находится сторона квадрата, если известна площадь. Для этого необходимо извлечь квадрат из указанной величины.

Например, S = 121, следовательно, а = √121 = 11. Если заданное значение отсутствует в таблице квадратов, то можно воспользоваться калькулятором: S = 94, а = √94 = 9,7.

Как найти периметр квадрата

Периметр квадрата находится по легкой формуле: Р = 4а, где а - сторона квадрата.

Пример:

• сторона квадрата = 5, следовательно, P = 4*5 = 20
• сторона квадрата = 3, следовательно, Р = 4*3 = 12

Но существуют такие задачи, где заведомо обозначена площадь, а нужно найти периметр. При решении нужны формулы, которые представлены ранее.

Например: как найти периметр квадрата, если известна площадь, равная 144?

Шаги решения:

1. Выясняем длину одной стороны: а = √144 = 12
2. Находим периметр: Р = 4*12 = 48.

Нахождение периметра вписанного квадрата

Существуют еще несколько способов нахождения периметра квадрата. Рассмотрим один из них: нахождение периметра через радиус описанной окружности. Здесь появляется новый термин «вписанный квадрат» - это квадрат, чьи вершины лежат на окружности.

Алгоритм решения:

• так как на рассмотрении квадрат, формулу можно выразить таким образом: a 2 + a 2 = (2r) 2 ;
• затем следует уравнение сделать проще: 2a 2 = 4(r) 2 ;
• делим уравнение на 2: (a 2 ) = 2(r) 2 ;
• извлекаем корень: a = √(2r).

В итоге получаем последнюю формулу: а (сторона квадрата) = √(2r).

1. Найденная сторона квадрата умножается на 4, далее применяется стандартная формула по нахождению периметра: P = 4√(2r).

Задача:

Дан квадрат, который вписан в окружность, ее радиус равен 5. Значит, диагональ квадрата равняется 10. Применяем теорему Пифагора: 2(a 2 ) = 10 2 , то есть 2a 2 = 100. Делим полученное на два и в результате: a 2 = 50. Так как это не табличное значение, используем калькулятор: а = √50 = 7,07. Умножаем на 4: Р = 4*7,07 = 28,2. Задача решена!

Рассмотрим еще один вопрос

Часто в задачах встречается другое условие: как найти площадь квадрата, если известен периметр?

Мы уже рассмотрели все необходимые формулы, поэтому для решения задач подобного типа, необходимо умело их применять и связывать между собой. Перейдем сразу к наглядному примеру: Площадь квадрата равна 25 см 2 , найдите его периметр.

Шаги решения:

1. Находим сторону квадрата: а = √25 = 5.

1. Находим сам периметр: Р = 4*а = 4*5 = 20.

Подводя итог, важно напомнить, что такие легкие формулы применимы не только в учебной деятельности, но и повседневной жизни. Периметр и площадь фигуры дети учатся находить еще в начальной школе. В средних классах появляется новый предмет - геометрия, где теорема Пифагора находится в самом начале изучения. Эти азы математики проверяются и по окончанию школы ОГЭ и ЕГЭ, поэтому важно знать эти формулы и правильно их применять.