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GEO. ESPACIAL-2: PRISMAS Prof. Marcão 1 1. Um prisma hexagonal regular é cortado por um plano perpendicular a uma aresta de uma base , segundo um quadrado de diagonal 6 m . Calcular a área da base , a área lateral , a área total e o volume do prisma. 2. (UNICAMP 2005) A figura abaixo apresenta um prisma reto cujas bases são hexágonos regulares. Os lados dos hexágonos medem 5 cm cada um e a altura do prisma mede 10 cm. a) Calcule o volume do prisma. b) Encontre a área da secção desse prisma pelo plano que passa pelos pontos A, C e A’. 3. (Esc. Naval 2013) Num prisma hexagonal regular a área lateral é 75% da área total. A razão entre a aresta lateral e a aresta da base é a) 2 5 3 b) 3 3 2 c) 5 3 2 d) 2 3 5 e) 5 2 3 4. (Uern 2015) A peça geométrica, desenvolvida através de um software de modelagem em três dimensões por um estudante do curso de engenharia e estagiário de uma grande indústria, é formada a partir de dois prismas de base hexagonal regular e assemelha-se ao formato de uma porca de parafuso. Considerando que o lado do hexágono maior mede 8cm; que o comprimento do prisma é igual a 35cm; e, que o lado do hexágono menor mede 6cm, então o volume da peça, de forma que se possa calcular, posteriormente, a quantidade de matéria-prima necessária à sua produção em massa em determinado período de tempo é, em 3cm : (Considere 3 1,7. ) a) 1.064. b) 1.785. c) 2.127. d) 2.499. 5. (Ime 2015) Em um prisma oblíquo ABCDEFA'B'C'D'E'F', cuja base ABCDEF é um hexágono regular de lado a, a face lateral EFF'E' está inclinada 45 em relação à base, e a projeção ortogonal da aresta F'E' sobre a base ABCDEF coincide com a aresta BC. O volume do prisma é: a) 3 3 3 a 2 b) 39 a 4 c) 3 5 3 a 3 d) 39 a 2 e) 35 a 2 6. (Ufrgs 2015) O primeiro prêmio de um torneio recebe um troféu sólido confeccionado em metal, com as medidas abaixo. Considerando que as bases do troféu são congruentes e paralelas, o volume de metal utilizado na sua confecção é a) 100 3. b) 150 3. c) 1.000 3. d) 1.500 3. e) 3.000 3. 7. (Unicamp 2016) Considere os três sólidos exibidos na figura abaixo, um cubo e dois paralelepípedos retângulos, em que os comprimentos das arestas, a e b, são tais que a b 0. a) Determine a razão r a b para a qual o volume de 1S é igual à soma dos volumes de 2S e 3S . b) Sabendo que a soma dos comprimentos de todas as arestas dos três sólidos é igual a 60 cm, determine a soma das áreas de superfície dos três sólidos. 8. (Uerj 2011) A embalagem de papelão de um determinado chocolate, representada na figura abaixo, tem a forma de um prisma pentagonal reto de altura igual a 5 cm. Em relação ao prisma, considere: - cada um dos ângulos Â, , e da base superior mede 120º; - as arestas AB, BC e CD medem 10 cm cada. Considere, ainda, que o papelão do qual é feita a embalagem custa R$10,00 por m2 e que 3 = 1,73. Na confecção de uma dessas embalagens, o valor, em reais, gasto somente com o papelão é aproximadamente igual a: a) 0,50 b) 0,95 c) 1,50 d) 1,85 2 9. (Ufg 2000) A figura abaixo representa um prisma reto, de altura 10 cm, e cuja base é o pentágono ABCDE. Sabendo-se que AB = 3 cm e BC = CD = DE = EA = 2 cm, calcule o volume do prisma. 10. (Insper 2016) Um tanque, inicialmente vazio, tem a forma de prisma triangular regular e suas paredes têm espessuras desprezíveis. Após algum tempo despejando água no tanque, um cano de vazão 33 3 m por minuto o encheu parcialmente, tendo a água ocupado o espaço de um prisma triangular regular, conforme indicado na figura. Funcionando na mesma vazão, o tempo necessário para que o cano acabe de encher o tanque é de 5 minutos e t segundos, sendo que t é um número no intervalo a) [1,12]. b) [13, 24]. c) [25, 36]. d) [37, 48]. e) [49, 59]. 11. (Ufpr 2013) Um tanque possui a forma de um prisma reto, com as dimensões indicadas pela figura. Com base nisso, faça o que se pede: a) Quando estiver completamente cheio, quantos litros esse tanque comportará? b) Obtenha uma função que expresse o volume V de água no tanque como função da altura x. 12. (INSTITUTO FÍSICO TÉCNICO DE MOSCOU) O volume de um prisma triangular regular é v , o ângulo entre as diagonais de duas faces, traçadas de um mesmo vértice é igual a . Mostre que o lado ( ) da base desse prisma é dado pela em função de v e pela formula: 3 2 8.v.sen 2 3 12.sen 2 . 13. (INTITUTO FÍSICO TÉCNICO DE MOSCOU) Em um prisma quadrangular regular traçam-se duas secções paralelas uma a outra . Uma delas passa pelos pontos médios de dois lados consecutivos da base e pelo ponto médio do eixo. A outra divide o eixo na proporção de 1: 3 . Sabendo que a área da primeira secção é igual a S , achar a área da segunda. 14 . (OBM2005) Um prisma é reto e tem como base um triângulo eqüilátero. Um plano corta o prisma mas não corta nenhuma de suas bases, determinando uma secção triangular de lados a, b e c. Calcule o lado da base do prisma em função de a, b e c. 15. Um prisma quadrangular regular tem diagonal medindo d . O ângulo entre essa diagonal e a diagonal de uma face lateral é igual a . Mostre que a área lateral desse prisma vale 24d .sen cos 2 16. A base de um paralelepípedo reto é um paralelogramo, cujos lados são iguais a a e b . O ângulo obtuso entre os lados a e b é igual a e a diagonal menor desse paralelepípedo é igual a diagonal maior da base. Mostre que o volume do paralelepípedo é dado por 2 a b sen a b cos 17. (ITA1990) Considere um prisma triangular regular cuja aresta da base mede x cm. Sua altura é igual ao menor lado de um triângulo ABC inscritível num círculo de raio x cm. Sabendo-se que o triângulo ABC é semelhante ao triângulo de lados 3cm, 4cm e 5cm, o volume do prisma em cm3 é: a) 3 2 x 3 b) 3 5 22 x c) 3 10 33 x d) 3 10 3 x e) n.d.a. 18. (ITA 1995) Dado um prisma hexagonal regular, sabe-se que sua altura mede 3 cm e que sua área lateral é o dobro da área de sua base. O volume deste prisma, em 3cm , é a)27 3 b)13 2 c)12 d)54 3 e)17 5 19. (ITA1986) Considere um prisma hexagonal regular tal que a razão entre a aresta da base a e a aresta lateral é 3 3 . Sabendo-se que se a aresta da base for aumentada de 2 cm , o volume V do prisma ficará aumentado de 3108 cm . Considerando que a aresta lateral permanece a mesma, podemos afirmar que o volume do prisma é: 3 3 3 3 33 27a)10 cm b)12 cm c) cm d)36 cm e) cm 2 2 20. (IME1986) Um prisma reto, de base hexagonal regular, tem 4,5 centímetros cúbicos de volume e 12 centímetros quadrados de superfície lateral. Calcule o lado do hexágono e a altura do prisma. 21. (Ime 2011) A base de um prisma reto 1 1 1 ABCA B C é um triângulo com o lado AB igual ao lado AC. O valor do segmento CD vale x, onde D é o ponto médio da aresta lateral 1AA . Sabendo que α é o ângulo ACB e β é o ângulo DCA, determine a área lateral do prisma em função de x, α e .β 3 22. Determine o volume de um prisma triangular oblíquo sendo a base um triângulo eqüilátero de lado 4 dm e a aresta lateral de 4 dm que forma um angulo de 60° com a base do prisma. 23. As bases de um paralelepípedo oblíquo são retângulos de lados iguais a 5cm e 12cm. A aresta lateral mede 10 cm. Sabendo que a projeção ortogonal de um vértice da base superior sobre o plano da base inferior coincide com o centro dessa base, determine o volume do sólido. 24. A secção reta de um prisma oblíquo é um losango, cujas diagonais são diretamente proporcionais a 3 e 4 . Calcular a área lateral do prisma sabendo que sua arestalateral mede 10 cm e que a área de sua secção reta mede 54 m2 25. Calcular os senos dos ângulos formados pelos pares de faces laterais de um prisma oblíquo, cuja secção reta é um triângulo, sabendo que dois lados da secção medem, respectivamente 8 m e 10 m e que a aresta lateral e a área lateral do prisma são, respectivamente , iguais a 12 m e 288 m2 26. Em um prisma regular a razão entre as medidas de uma aresta lateral e de uma aresta da base é 2√3 . Se a relação das áreas das superfícies total e lateral é 5:4 , determine qual é o polígono de sua base. Hexágono 27. Em um prisma regular 𝐴𝐵𝐶𝐷𝐸𝐹 − 𝐴,𝐵,𝐶 ,𝐷,𝐸 ,𝐹, , toma-se o ponto de intersecção K entre 𝐶𝐹̅̅̅̅ e 𝐷𝐴̅̅ ̅̅ e K’ que pertence a face A’B’C’D’E’F’. Se a área da região quadrada ABB’A’ é 16, calcule a área da superfície lateral do tronco de prisma CDK-C’D’K’. 28. Em um prisma ABCDEF-A’B’C’D’E’F’ tomam-se os pontos médios M e O de 𝐶𝐷̅̅ ̅̅ e 𝐵𝐸̅̅ ̅̅ respectivamente. Se AD=8 e AA’=4, calcule a área da superfície lateral do prisma oblíquo OMD-FN’E’. Gabarito 1) 27 2 2) A) 375√3 B)50√3 3)B 4)d 5) D 6) D 7) A) 𝑎 𝑏 = 1+√5 2 b) 50 8) B 9) 60 + 15√7 10) B 11)a) 15 b) 15𝑥2 4 12) demonstração 13) 12 11 14) 2 2 2 4 4 4 2 2 2 2 2 2( ) 2 . 3 a b c a b c a b a c b c 15) e 16) demonstração 17) C 18) D 19)D 20) 𝑎 = √3 6 e 𝑙 = 4√3 21) 2𝑥2𝑠𝑒𝑛(2𝛽)(1 + 𝑐𝑜𝑠𝛼) 22) 24 23) 30√231 24) 300 25)1, 4 5 , 3 5 26) hexágono 27) 40 28) 6√7 + 2√15
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