|
ریاضی هفتم صفحه 76 - فعالیت 1
۱- مساحت همهی وجههای جانبی منشورهای زیر را به دست آورید. هر وجه جانبی چه شکلی دارد؟
به مجموع این مساحتها **مساحت جانبی شکل** میگویند.
پاسخ تشریحی و گام به گام ریاضی صفحه 76 هفتم - فعالیت 1
این فعالیت با هدف معرفی مفهوم **مساحت جانبی** در منشورها طراحی شده است. مساحت جانبی، در واقع مساحت سطح خارجی اطراف یک جسم است که شامل مساحت قاعده و سقف نمیشود.
### **اصل کلی: شکل وجههای جانبی**
در هر منشور، وجههای جانبی همگی به شکل **مستطیل** هستند. طول این مستطیلها برابر با **ضلع قاعده** و عرض آنها برابر با **ارتفاع منشور** است.
---
### **1. مکعب مستطیل (قهوهای)**
* **ابعاد قاعده:** $3 \text{ cm}$ و $2 \text{ cm}$.
* **ارتفاع منشور ($h$):** $6 \text{ cm}$.
* **تعداد وجههای جانبی:** $4$ وجه.
* **مساحت وجهها:**
* **وجه 1 و 3:** $3 \times 6 = 18 \text{ cm}^2$ (دو بار)
* **وجه 2 و 4:** $2 \times 6 = 12 \text{ cm}^2$ (دو بار)
* **مساحت جانبی ($S_{\text{جانبی}}$):** $$S_{\text{جانبی}} = (2 \times 18) + (2 \times 12) = 36 + 24 = 60 \text{ cm}^2$$
---
### **2. منشور شش پهلو (قرمز)**
* **ابعاد قاعده:** یک شش ضلعی منتظم (تمام اضلاع برابر) با ضلع $2 \text{ cm}$.
* **ارتفاع منشور ($h$):** $5 \text{ cm}$.
* **تعداد وجههای جانبی:** $6$ وجه.
* **مساحت وجهها:** از آنجایی که اضلاع قاعده برابر هستند، مساحت $6$ مستطیل یکسان است.
* **مساحت هر وجه:** $2 \times 5 = 10 \text{ cm}^2$
* **مساحت جانبی ($S_{\text{جانبی}}$):** $$S_{\text{جانبی}} = 6 \times (10) = 60 \text{ cm}^2$$
---
### **3. منشور سه پهلو (بنفش)**
* **ابعاد قاعده (مثلث قائم الزاویه):** اضلاع قائم $3 \text{ cm}$ و $4 \text{ cm}$. وتر $5 \text{ cm}$.
* **ارتفاع منشور ($h$):** $7 \text{ cm}$.
* **تعداد وجههای جانبی:** $3$ وجه.
* **مساحت وجهها:** (هر سه وجه مستطیل هستند، اما ابعاد متفاوتی دارند)
* **وجه 1 (زیر):** $5 \times 7 = 35 \text{ cm}^2$
* **وجه 2 (پشت):** $4 \times 7 = 28 \text{ cm}^2$
* **وجه 3 (جلوی چپ):** $3 \times 7 = 21 \text{ cm}^2$
* **مساحت جانبی ($S_{\text{جانبی}}$):** $$S_{\text{جانبی}} = 35 + 28 + 21 = 84 \text{ cm}^2$$
> **نکته:** در همهی این موارد، مساحت جانبی برابر است با **محیط قاعده $\times$ ارتفاع منشور**.
ریاضی هفتم صفحه 76 - فعالیت 2
۲- برای به دست آوردن مجموع مساحت جانبی منشور سه پهلوی بالا به صورت زیر، آن را روی کاغذ قرار میدهیم و به اندازهی طول هر ضلع، یک علامت میگذاریم.
پاسخ تشریحی و گام به گام ریاضی صفحه 76 هفتم - فعالیت 2
این فعالیت یک نمایش تصویری عالی از مفهوم **گستردهی منشور** و نحوهی محاسبهی **مساحت جانبی** آن است.
### **شکل وجههای جانبی منشور سه پهلو**
وقتی یک منشور (مثل منشور سه پهلو) را باز میکنیم، وجههای جانبی آن کنار هم قرار میگیرند و یک شکل واحد را تشکیل میدهند. این شکل واحد همیشه یک **مستطیل بزرگ** است.
* **عرض مستطیل بزرگ:** عرض این مستطیل برابر است با **ارتفاع منشور** ($h=7$ در شکل).
* **طول مستطیل بزرگ:** طول این مستطیل برابر است با **مجموع اضلاع قاعده** یا همان **محیط قاعده**.
### **رابطهی مساحت جانبی**
در منشور سه پهلوی مثال (با اضلاع قاعده $5$، $3$ و $4$):
1. **محیط قاعده ($P$):** $P = 5 + 3 + 4 = 12$
2. **ارتفاع منشور ($h$):** $h = 7$
3. **مساحت جانبی ($S_{\text{جانبی}}$):** مساحت مستطیل بزرگ است:
$$S_{\text{جانبی}} = \text{طول} \times \text{عرض} = \text{محیط قاعده} \times \text{ارتفاع منشور}$$ $$S_{\text{جانبی}} = P \times h = 12 \times 7 = 84$$
> این روش، محاسبهی مساحت جانبی را بسیار ساده میکند: به جای محاسبهی مساحت هر وجه مستطیلی به صورت جداگانه و جمع کردن آنها، کافی است **محیط قاعده** را به دست آورده و در **ارتفاع منشور** ضرب کنید.
ریاضی هفتم صفحه 76 - فعالیت 3
۳- با توجه به ۲ سوال بالا اگر مساحت را با $S$، محیط را با $P$ و ارتفاع را با $h$ نشان دهیم، رابطهی جبری مساحت جانبی منشورهای بالا را بنویسید.
پاسخ تشریحی و گام به گام ریاضی صفحه 76 هفتم - فعالیت 3
این فعالیت شما را به مرحلهی **تعمیم دادن** مفهوم هندسی و تبدیل آن به یک **رابطهی جبری** میرساند.
در فعالیتهای قبلی دیدیم که وقتی وجههای جانبی یک منشور را باز میکنیم (گسترده میکنیم)، در نهایت یک مستطیل بزرگ به دست میآید که:
* **طول مستطیل** برابر است با **محیط قاعده منشور** ($P$).
* **عرض مستطیل** برابر است با **ارتفاع منشور** ($h$).
چون مساحت جانبی ($S_{\text{جانبی}}$) همان مساحت این مستطیل بزرگ است، فرمول جبری آن به صورت زیر تعریف میشود:
$$S_{\text{جانبی}} = \text{محیط قاعده} \times \text{ارتفاع منشور}$$
با استفاده از نمادهای جبری که در سوال ذکر شده است ($S$ برای مساحت، $P$ برای محیط و $h$ برای ارتفاع)، رابطهی جبری مساحت جانبی منشورها به صورت زیر خواهد بود:
$$\mathbf{S = P \times h}$$
> **توضیح نمادها:** در این فرمول، **$S$** نشاندهندهی مساحت جانبی، **$P$** نشاندهندهی محیط قاعدهی منشور (مجموع اضلاع قاعده) و **$h$** نشاندهندهی ارتفاع منشور است. این فرمول برای محاسبهی مساحت جانبی **تمام منشورها و استوانهها** کاربرد دارد.