Wzory pól i obwodów figur płaskich dla klasy 8

W geometrii płaskiej kluczową umiejętnością jest obliczanie pól powierzchni i obwodów różnych figur. Znajomość tych wzorów jest niezbędna nie tylko do rozwiązywania zadań matematycznych, ale ma również praktyczne zastosowanie w życiu codziennym – od projektowania wnętrz, przez budownictwo, aż po sztukę. W tym artykule przedstawimy najważniejsze wzory na pola i obwody figur płaskich, które powinieneś znać w klasie 8.

Kwadrat

Kwadrat to figura o czterech równych bokach i czterech kątach prostych.

Obwód kwadratu:

\[ O = 4a \]

gdzie \(a\) to długość boku kwadratu.

Pole kwadratu:

\[ P = a^2 \]

gdzie \(a\) to długość boku kwadratu.

Przykład: Jeśli kwadrat ma bok długości 5 cm, to jego obwód wynosi \(O = 4 \cdot 5 \text{ cm} = 20 \text{ cm}\), a pole \(P = 5^2 \text{ cm}^2 = 25 \text{ cm}^2\).

Prostokąt

Prostokąt to czworokąt o czterech kątach prostych i przeciwległych bokach równej długości.

Obwód prostokąta:

\[ O = 2a + 2b = 2(a + b) \]

gdzie \(a\) i \(b\) to długości boków prostokąta.

Pole prostokąta:

\[ P = a \cdot b \]

gdzie \(a\) i \(b\) to długości boków prostokąta.

Przykład: Jeśli prostokąt ma boki długości 4 cm i 6 cm, to jego obwód wynosi \(O = 2(4 \text{ cm} + 6 \text{ cm}) = 20 \text{ cm}\), a pole \(P = 4 \text{ cm} \cdot 6 \text{ cm} = 24 \text{ cm}^2\).

Trójkąt

Trójkąt to figura płaska ograniczona trzema odcinkami.

Obwód trójkąta:

\[ O = a + b + c \]

gdzie \(a\), \(b\), \(c\) to długości boków trójkąta.

Pole trójkąta:

1. Ze wzoru podstawowego (wysokość i podstawa):

\[ P = \frac{1}{2} \cdot a \cdot h_a \]

gdzie \(a\) to długość podstawy, a \(h_a\) to wysokość opuszczona na tę podstawę.

2. Ze wzoru Herona (gdy znamy długości wszystkich boków):

\[ P = \sqrt{p(p-a)(p-b)(p-c)} \]

gdzie \(p = \frac{a+b+c}{2}\) to połowa obwodu trójkąta (tzw. półobwód).

3. Dla trójkąta równobocznego:

\[ P = \frac{\sqrt{3}}{4} \cdot a^2 \]

gdzie \(a\) to długość boku trójkąta równobocznego.

Przykład: Obliczmy pole trójkąta o bokach długości 3 cm, 4 cm i 5 cm.

Półobwód \(p = \frac{3+4+5}{2} = 6\) cm.

Korzystając ze wzoru Herona: \(P = \sqrt{6 \cdot (6-3) \cdot (6-4) \cdot (6-5)} = \sqrt{6 \cdot 3 \cdot 2 \cdot 1} = \sqrt{36} = 6\) cm².

Równoległobok

Równoległobok to czworokąt, którego przeciwległe boki są równoległe i równej długości.

Obwód równoległoboku:

\[ O = 2a + 2b = 2(a + b) \]

gdzie \(a\) i \(b\) to długości sąsiednich boków.

Pole równoległoboku:

\[ P = a \cdot h_a \]

gdzie \(a\) to długość podstawy, a \(h_a\) to wysokość opuszczona na tę podstawę.

Można też obliczyć pole równoległoboku znając długości jego przekątnych \(d_1\) i \(d_2\) oraz kąt \(\alpha\) między nimi:

\[ P = \frac{1}{2} \cdot d_1 \cdot d_2 \cdot \sin{\alpha} \]

Przykład: Równoległobok ma podstawę długości 8 cm i wysokość 5 cm. Jego pole wynosi \(P = 8 \text{ cm} \cdot 5 \text{ cm} = 40 \text{ cm}^2\).

Romb

Romb to równoległobok o wszystkich bokach równej długości.

Obwód rombu:

\[ O = 4a \]

gdzie \(a\) to długość boku rombu.

Pole rombu:

1. Z wysokości i boku:

\[ P = a \cdot h \]

gdzie \(a\) to długość boku, a \(h\) to wysokość rombu.

2. Z przekątnych:

\[ P = \frac{1}{2} \cdot d_1 \cdot d_2 \]

gdzie \(d_1\) i \(d_2\) to długości przekątnych rombu.

Przykład: Romb ma przekątne długości 6 cm i 8 cm. Jego pole wynosi \(P = \frac{1}{2} \cdot 6 \text{ cm} \cdot 8 \text{ cm} = 24 \text{ cm}^2\).

Trapez

Trapez to czworokąt, który ma dokładnie jedną parę boków równoległych (nazywanych podstawami).

Obwód trapezu:

\[ O = a + b + c + d \]

gdzie \(a\), \(b\), \(c\), \(d\) to długości kolejnych boków trapezu, przy czym \(a\) i \(c\) to podstawy.

Pole trapezu:

\[ P = \frac{1}{2} \cdot (a + c) \cdot h \]

gdzie \(a\) i \(c\) to długości podstaw, a \(h\) to wysokość trapezu (odległość między podstawami).

Przykład: Trapez ma podstawy długości 10 cm i 6 cm oraz wysokość 4 cm. Jego pole wynosi \(P = \frac{1}{2} \cdot (10 \text{ cm} + 6 \text{ cm}) \cdot 4 \text{ cm} = \frac{1}{2} \cdot 16 \text{ cm} \cdot 4 \text{ cm} = 32 \text{ cm}^2\).

Deltoid (latawiec)

Deltoid to czworokąt, który ma dwie pary sąsiednich boków równej długości.

Obwód deltoidu:

\[ O = 2a + 2b \]

gdzie \(a\) i \(b\) to długości nierównych boków deltoidu.

Pole deltoidu:

\[ P = \frac{1}{2} \cdot d_1 \cdot d_2 \]

gdzie \(d_1\) i \(d_2\) to długości przekątnych deltoidu.

Przykład: Deltoid ma przekątne długości 5 cm i 12 cm. Jego pole wynosi \(P = \frac{1}{2} \cdot 5 \text{ cm} \cdot 12 \text{ cm} = 30 \text{ cm}^2\).

Koło

Koło to zbiór wszystkich punktów płaszczyzny, których odległość od ustalonego punktu (środka) nie przekracza ustalonej wartości (promienia).

Obwód koła (długość okręgu):

\[ L = 2\pi r = \pi d \]

gdzie \(r\) to promień koła, \(d = 2r\) to średnica, a \(\pi\) (pi) to stała matematyczna wynosząca w przybliżeniu 3,14.

Pole koła:

\[ P = \pi r^2 = \frac{\pi d^2}{4} \]

Przykład: Koło ma promień 7 cm. Jego obwód wynosi \(L = 2\pi \cdot 7 \text{ cm} = 14\pi \text{ cm} \approx 44 \text{ cm}\), a pole \(P = \pi \cdot (7 \text{ cm})^2 = 49\pi \text{ cm}^2 \approx 154 \text{ cm}^2\).

Zestawienie wzorów

Figura Obwód Pole
Kwadrat \(O = 4a\) \(P = a^2\)
Prostokąt \(O = 2(a+b)\) \(P = a \cdot b\)
Trójkąt \(O = a+b+c\) \(P = \frac{1}{2} \cdot a \cdot h_a\) lub \(P = \sqrt{p(p-a)(p-b)(p-c)}\)
Równoległobok \(O = 2(a+b)\) \(P = a \cdot h_a\)
Romb \(O = 4a\) \(P = a \cdot h\) lub \(P = \frac{1}{2} \cdot d_1 \cdot d_2\)
Trapez \(O = a+b+c+d\) \(P = \frac{1}{2} \cdot (a+c) \cdot h\)
Deltoid \(O = 2a+2b\) \(P = \frac{1}{2} \cdot d_1 \cdot d_2\)
Koło \(L = 2\pi r\) \(P = \pi r^2\)

Kalkulator pól i obwodów figur płaskich

Poniżej znajduje się prosty kalkulator, który pomoże Ci obliczyć pole i obwód wybranych figur płaskich. Wybierz figurę, wprowadź wymagane dane i kliknij „Oblicz”.

Kalkulator figur płaskich