Как найти площадь и объем куба

Куб - это прямоугольный параллелепипед, все ребра которого равны. Поэтому общая формула для объема прямоугольного параллелепипеда и формула для площади его поверхности в случае куба упрощаются. Также объем куба и его площадь поверхности можно найти, зная объем шара, вписанного в него, или шара, описанного вокруг него.

Вам понадобится

• длина стороны куба, радиус вписанного и описанного шара

Инструкция

1. Объем прямоугольного параллелепипеда равен: V = abc - где a, b, c - его измерения. Поэтому объем куба равен V = a*a*a = a^3, где a - длина стороны куба.Площадь поверхности куба равна сумме площадей всех его граней. Всего у куба шесть граней, поэтому площадь его поверхности равна S = 6*(a^2).
2. Пусть шар вписан в куб. Очевидно, диаметр этого шара будет равен стороне куба. Подставляя длину диаметра в выражения для объема вместо длины ребра куба и используя, что диаметр равен удвоенному радиусу, получим тогда V = d*d*d = 2r*2r*2r = 8*(r^3), где d - диаметр вписанной окружности, а r - радиус вписанной окружности.Площадь поверхности куба тогда будет равна S = 6*(d^2) = 24*(r^2).
3. Пусть шар описан вокруг куба. Тогда его диаметр будет совпадать с диагональю куба. Диагональ куба проходит через центр куба и соединяет две его противоположные точки.
   Рассмотрите для начала одну из граней куба. Ребра этой грани являются катетами прямоугольного треугольника, в котором диагональ грани d будет гипотенузой. Тогда по теореме Пифагора получим: d = sqrt((a^2)+(a^2)) = sqrt(2)*a.
4. Затем рассмотрите треугольник в котором гипотенузой будет диагональ куба, а диагональ грани d и одно из ребер куба a - его катетами. Аналогично, по теореме Пифагора получим: D = sqrt((d^2)+(a^2)) = sqrt(2*(a^2)+(a^2)) = a*sqrt(3).
   Итак, по выведенной формуле диагональ куба равна D = a*sqrt(3). Отсюда, a = D/sqrt(3) = 2R/sqrt(3). Следовательно, V = 8*(R^3)/(3*sqrt(3)), где R - радиус описанного шара.Площадь поверхности куба равна S = 6*((D/sqrt(3))^2) = 6*(D^2)/3 = 2*(D^2) = 8*(R^2).