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GEO. ESPACIAL-4: PIRAMIDES TRIANGULARES E QUADRANGULARES Prof. Marcão 1 TETRAEDROS QUAISQUER 1. (ITA1990) Seja V o vértice de uma pirâmide com base triangular ABC. O segmento AV, de comprimento unitário, é perpendicular à base. Os ângulos das faces laterais, no vértice V, são todos de 45 graus. Deste modo, o volume da pirâmide será igual a: 1 1 1 a) 2 2 2 b) 2 2 c) 2 2 6 6 3 1 d) 2 2 1 e)n.d.a 6 2. (IME 2012) Uma pirâmide regular triangular apresenta um volume V . Determine o raio da circunferência circunscrita a uma das faces laterais da pirâmide em função de V , sabendo que o ângulo do vértice vale 30º . 3. (UNICAMP2000) Seja P um ponto do espaço eqüidistante dos vértices A, B e C de um triângulo cujos lados medem 8cm, 8cm e 9,6cm. Sendo d(P,A)=10cm, calcule: a) o raio da circunferência circunscrita ao triângulo ABC; b) a altura do tetraedro, não regular, cujo vértice é o ponto P e cuja base é o triângulo ABC. c)O volume do tetraedro PABC. 4. (Ceará 1992) Seja LMN um triângulo tal que LN 1 , MN 1 e LM x 0 x 2 e K o pé da altura relativa ao lado LM . Mostre que 2x NK 1 4 . Considere um tetraedro em que uma e somente uma aresta tem comprimento maior que 1 . Demonstre que o volume do tetraedro é no máximo 1 8 . 5. (IFT MOSCOU) Uma pirâmide regular triangular é seccionada por um plano que passa por um de seus vértices da base e pelos pontos médios das arestas laterais .Achar a relação entre a superfície lateral da pirâmide e a área da base , sabendo-se que o plano secante é perpendicular a face lateral. 6. A altura de uma pirâmide triangular regular é h. O ângulo diédrico entre as faces laterais é . Determine o volume da pirâmide. 7. (IFT MOSCOU) Achar o ângulo diédrico entre as faces laterais de uma pirâmide regular triangular , se o angulo diédrico formado por uma das faces laterais e a base é igual a 8. (FUVEST 2002) A figura adiante representa uma pirâmide de base triangular ABC e vértice V. Sabe-se que ABC e ABV são triângulos eqüiláteros de lado e que E é o ponto médio do segmento AB . Se a medida do ângulo ˆVEC é 60°, então o volume da pirâmide é : 3 3 3 3 33 3 3 3 3 a) b) c) d) e) 4 8 12 16 18 9. (UNICAMP2001) A base de uma pirâmide é um triângulo eqüilátero de lado L = 6cm e arestas laterais das faces A = 4cm. a) Calcule a altura da pirâmide. b) Qual é o raio da esfera circunscrita à pirâmide? 10. (IME 1994) Na exploração de uma mina foi feito o corte indicado na figura abaixo. Para calcular o volume do minério extraído do corte, foram medidos: 10 3 ,CD dm CD é perpendicular ao plano ABC, ˆ ˆ ˆ60 30 ADC ADB e BDC . Calcule este volume. 11. (ITA1991) As arestas da base de uma pirâmide triangular regular medem cm e as faces laterais são triângulos retângulos. O volume desta pirâmide é: a) 3 3 3 l cm 6 b) 3 33 l cm 12 c) 3 33 l cm 24 e) d) 3 32 l cm 12 e) n.d.a. 12. (ITA1995) Dada uma pirâmide regular triangular, sabe-se que sua altura mede 3a cm , onde a é a medida da aresta de sua base. Então, a área total desta pirâmide, em 2cm , vale: 13. Cada face lateral de uma pirâmide triangular regular de apótema m forma com a base um ângulo de medida . Mostre que o volume dessa pirâmide é igual a 3m 3 .sen 2 .cos 2 14. (Ita 2015) Na construção de um tetraedro, dobra-se uma folha retangular de papel, com lados de 3cm e 4cm, ao longo de uma de suas diagonais, de modo que essas duas partes da folha formem um ângulo reto e constituam duas faces do tetraedro. Numa segunda etapa, de maneira adequada, completa-se com outro papel as faces restantes para formar o tetraedro. Obtenha as medidas das arestas do tetraedro. 15. (Fuvest 2013) No paralelepípedo reto retângulo ABCDEFGH da figura, tem-se AB 2, AD 3 e AE 4. a) Qual é a área do triângulo ABD? b) Qual é o volume do tetraedro ABDE? c) Qual é a área do triângulo BDE? d) Sendo Q o ponto do triângulo BDE mais próximo do ponto A, quanto vale AQ? A D B C 2 PIRÂMIDES QUADRANGULARES 16. (OPM2002) Uma pirâmide de base quadrada ABCD e vértice V tem todas as arestas com medida 1m. Um plano, passando pela aresta AB, corta as arestas VC e VD nos pontos P e Q, respectivamente, dividindo a pirâmide em dois sólidos 1 2S e S . a) Dê o número de vértices, de faces e de arestas de 1 2S e S b) Calcule o volume da pirâmide VABCD. c) Calcule a razão VP PC , sabendo que 1 2S e S têm o mesmo volume 17. (IME 2003) Seja uma pirâmide regular de vértice V e base quadrangular ABCD. O lado da base da pirâmide mede L e a aresta lateral L 2 . Corta-se a essa pirâmide por um plano que contém o vértice A, é paralelo à reta BD, e contém o ponto médio da aresta VC. Calcule a área da seção determinada pela interseção do plano com a pirâmide. 18. O ângulo diédrico entre as faces laterais de uma pirâmide quadrangular regular vale . Determine o ângulo diédrico da face lateral com a base. 19. (IFTMOSCOU) Tomando as faces laterais de uma pirâmide quadrangular regular como bases , constroem-se tetraedros regulares. Encontrar a distância entre os vértices externos de dois tetraedros adjacentes se a aresta da base da pirâmide é a . 20. (IME 2009) Seja um cubo de base ABCD com aresta a . No interior do cubo , sobre a diagonal principal , marca-se o ponto V , formando-se a pirâmide VABCD..Determine os possíveis valores da altura da pirâmide VABCD, em função de a, sabendo-se que a soma dos quadrados das arestas laterais da pirâmide é igual a 2k.a , sendo k um número primo. OBS : as arestas laterais da pirâmide são VA,VB, VC e VD. 21. (IME 2010) A área da superfície lateral de uma pirâmide quadrangular regular SABCD é duas vezes maior do que a área de sua base ABCD. Nas faces SAD e SDC traçam-se as medianas AQ e DP.Calcule o ângulo entre estas medianas. 22. Em uma pirâmide regular PABCD, tomam-se os pontos médios M, N, T e S em BP, DP, DA e AB, respectivamente, tal que a área da região quadrangular equilátera MNTS é 36. Calcule o volume da pirâmide. 23. Em um hexaedro regular ABCD-PQRS, com centros em P e R e raios PA e RC, Traçam-se os quadrantes que se interceptam em M e N em PR. Se a intercecção dos arcos AM e NC é H, calcule a razão dos volumes do hexaedro e da pirâmide HPRS. 24. Em uma pirâmide quadrangular regular VABCD , a razão entre o caminho mínimo para ir de A a C pela superfície lateral da pirâmide e o caminho mínimo para ir de A a C pela base da pirâmide é 2 √3 . calcule a medida do ângulo determinado pela aresta lateral e a base. 25. (Unifesp 2014) A figura indica uma pirâmide regular quadrangular reta cujas faces laterais são triângulos equiláteros. A aresta da base dessa pirâmide mede 12 cm. Duas formigas, F1 e F2, partiram do ponto médio da aresta VA para o ponto médio da aresta VC, sempre caminhando por faces, arestas, ou cruzando arestas. Dentre todos os caminhos possíveis ligando os dois pontos, a formiga F1 escolheu o mais curto deles. Já a formiga F2 escolheu o caminho mais curto dentre todos que passam pela base ABCD da pirâmide. Calcule: a) a distância percorrida pela formiga F1. b) a distância percorrida pela formiga F2. 26. (Epcar (Afa) 2014) Considere uma pirâmide regular ABCDV de base ABCD.Sendo 2 2 cm a medida da aresta da base e 2 3 cm a medida da altura dessa pirâmide, a distância, em cm, de A à aresta lateral VC é a) 2 2 b) 2 3 c) 4 d) 3 27. (Epcar (Afa) 2013) Uma pirâmide regular ABCV, de base triangular ABC, é tal, que sua aresta lateral AV mede 3 cm. Sendo 5 cm a altura de tal pirâmide, a distância, em cm, de A à face BCV é igual a a) 30 2 b) 7 c) 26 2 d) 2 2 28. (Fuvest 2015) O sólido da figuraé formado pela pirâmide SABCD sobre o paralelepípedo reto ABCDEFGH. Sabe-se que S pertence à reta determinada por A e E e que AE 2cm, AD 4cm e AB 5cm. A medida do segmento SA que faz com que o volume do sólido seja igual a 4 3 do volume da pirâmide SEFGH é a) 2 cm b) 4 cm c) 6 cm d) 8 cm e) 10 cm 3 29. (Fuvest 2012) A base do tetraedro PABCD é o quadrado ABCD de lado , contido no plano α . Sabe-se que a projeção ortogonal do vértice P no plano α está no semiplano de α determinado pela reta BC e que não contém o lado AD . Além disso, a face BPC é um triângulo isósceles de base BC cuja altura forma, com o plano α , um ângulo θ , em que 0 2 . Sendo PB 2/2 , determine, em função de e θ , a) o volume do tetraedro PABCD; b) a altura do triângulo APB relativa ao lado AB ; c) a altura do triângulo APD relativa ao lado AD . 30. (FUVEST 2005) A base ABCD da pirâmide ABCDE é um retângulo de lados AB = 4 e BC = 3. As áreas dos triângulos ABE e CDE são, respectivamente, 4 10 e 2 37 . Calcule o volume da pirâmide 31. (FUVEST 2004) No sólido S representado na figura a seguir, a base ABCD é um retângulo de lados AB 2 e AD as faces ABEF e DCEF são trapézios; As faces ADF e BCE são triângulos eqüiláteros e o segmento EF tem comprimento . Determinar, em função de , o volume de S. 32. (Ime 2014) Seja SABCD uma pirâmide, cuja base é um quadrilátero convexo ABCD. A aresta SD é a altura da pirâmide. Sabe-se que AB BC 5 , AD DC 2 , AC 2 e SA SB 7. O volume da pirâmide é a) 5 b) 7 c) 11 d) 13 e) 17 33. (ITA 2001) A razão entre a área da base de uma pirâmide regular de base quadrada e a área de uma das faces é 2. Sabendo que o volume da pirâmide é de 12m3, temos que a altura da pirâmide mede (em metros): a) 1 b)2 c)3 d)4 e)5 34. (ITA2003) A área lateral de uma pirâmide quadrangular regular de altura 4 m e área da base 264 m vale: 2 2 2 2 2a)128m b)64 2 m c)135 m d)60 5 m e)32 2 1 m 35. (ITA2003) Considere uma pirâmide regular de altura igual a 5 cm e cuja base é formada por um quadrado de área igual a 28 cm . A distância de cada face desta pirâmide ao centro de sua base, em cm, é igual a: 15 5 6 4 3 7 a) b) c) d) e) 3 3 9 5 5 36. (ITA1998) Uma pirâmide regular tem por base um quadrado de lado 2 cm. Sabe-se que as faces formam com a base ângulos de 45°. Então, a razão entre a área da base e a área lateral é igual a: 1 2 3 a) 2 b) c) 6 d) e) 3 2 3 37. (Ime 2011) A base de uma pirâmide é um retângulo de área S. Sabe- se que duas de suas faces laterais são perpendiculares ao plano da base. As outras duas faces formam ângulos de 30° e 60° com a base. O volume da pirâmide é: a) S S 3 b) S S 6 c) 2S S 3 d) 2S S 5 e) 22S 3 38. (ITA1987) Seja (T) um cubo com aresta de medida a. Considere (P) a pirâmide que tem vértice no centro de uma face de (T) e com base na face oposta de (T). Sendo x a área lateral de (P), temos: a) 2x a 3 b) 2x a 5 c) 2 x a 1 5 d) 2 x a 1 3 e) 2x a 3 5
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