Развёртка пирамиды с квадратным основанием: шаблон и сборка

Статья Геометрия

Развёртка пирамиды: PDF A4 в трёх размерах. Выберите вариант с клапанами для клея или без клапанов для скотча.

Ещё два размера — четыре PDF

В новой серии апофема ℓ = 1,4a. Это высота боковой грани, а не высота тела.

Новая серия ниже отличается от исходного шаблона в статье; размеры каждого PDF подписаны отдельно.

Развёртка квадратной пирамиды состоит из квадрата и четырёх треугольников. У правильной пирамиды треугольники одинаковые и равнобедренные. В нашем шаблоне сторона основания — 40 мм, а высота собранной пирамиды — 50 мм. Клапаны для клея добавлены отдельно.

Проверьте идею перед построением. У правильной квадратной пирамиды сторона основания 40 мм, высота тела 50 мм. Какова высота боковой треугольной грани в миллиметрах? Округлите до сотых.

Скачать шаблон квадратной пирамиды — PDF A4. Можно сразу распечатать модель или построить такую же по размерам. PDF задаёт один готовый размер; для другой пирамиды ниже разобран расчёт.

Квадрат с четырьмя равнобедренными треугольниками по сторонам и клапанами для клея
Грань 1 — квадратное основание; грани 2–5 — боковые треугольники. Пунктирные рёбра не разрезают.
Содержание

Какие размеры нужны для построения

Одной высоты тела недостаточно, чтобы начертить боковой треугольник: его вершина на развёртке лежит дальше от основания, чем вершина собранной пирамиды от плоскости стола. Сначала различим три отрезка.

ВеличинаГде измеряетсяВ шаблоне
Сторона основания aСторона квадрата40 мм
Высота тела hОт вершины перпендикулярно основанию50 мм
Высота боковой грани lОт вершины до середины стороны квадрата по треугольной грани√2900 ≈ 53,85 мм

У правильной квадратной пирамиды проекция вершины попадает в центр основания. Расстояние от центра квадрата до середины его стороны равно a/2. Получается прямоугольный треугольник с катетами h и a/2, поэтому l = √(h² + (a/2)²). Эта формула не переносится без проверки на наклонную пирамиду или произвольное основание.

Каркас квадратной пирамиды с одной вершиной над квадратным основанием
Собранное тело: квадрат внизу и четыре грани, сходящиеся в одной вершине. Каркас показан схематично.

Пример 1. Как построить развёртку по высоте тела

Пусть a = 40 мм, h = 50 мм. Тогда высота каждой боковой грани равна √(50² + 20²) = √2900 ≈ 53,85 мм. Начертите квадрат 40 × 40 мм. На внешнем перпендикуляре к середине каждой стороны отложите по 53,85 мм, затем соедините полученную точку с концами этой стороны. Получатся четыре одинаковых треугольника.

Боковые стороны каждого треугольника при этом равны √(53,85…² + 20²) = √3300 ≈ 57,45 мм. Это проверка построения: они должны совпадать попарно при склейке. Высоту грани рассчитывайте из точного √2900, а не из уже округлённого значения. Для ручного чертежа округление до десятых миллиметра обычно точнее самой разметки; PDF содержит исходные расчётные размеры.

Пример 2. Как найти площадь бумаги для граней

У другой правильной пирамиды a = 6 см, h = 4 см. Высота грани l = √(4² + 3²) = 5 см. Площадь квадрата — 36 см². Четыре треугольника дают 4 · (6 · 5 / 2) = 60 см². Площадь поверхности равна 96 см².

При раскрое потребуется больше 96 см² бумаги: есть клапаны и промежутки между деталями. Площадь поверхности и площадь прямоугольного листа для печати — разные величины. У первого PDF площадь самих граней составляет примерно 59,08 см².

Как собрать именно эту модель

Оставьте квадрат гранью основания. Поднимите вокруг него четыре треугольника; их вершины должны сойтись в одной точке. Сначала соедините две соседние грани, затем добавляйте остальные, сверяя буквы у швов. Последний клапан удобнее подклеивать после проверки, что основание не перекошено. Если вершины не сходятся, проверьте сгиб по стороне квадрата и не перепутаны ли клапан и сама грань.

Как распечатать шаблон без изменения размеров

Откройте PDF и выберите бумагу A4, масштаб 100% или «Фактический размер». Отключите «Вписать в страницу»: эта настройка может уменьшить модель. После печати измерьте контрольный отрезок внизу листа — он должен быть длиной 50 мм. Если получилось 45 мм, распечатка уменьшена до 90%; её нельзя использовать для проверки заявленных размеров. Вернитесь к настройкам печати.

Сплошная линия обозначает разрез, пунктирная — сгиб. Серые клапаны на иллюстрации и выступы на PDF нужны для клея; они не являются гранями. На шаблоне одинаковыми буквами отмечены клапан и край, который нужно к нему приклеить. Сначала вырежьте внешний контур вместе с клапанами, наметьте сгибы и примерьте детали без клея. Удобно согнуть заготовку по линейке, затем склеить пары по буквам, пряча клапаны внутрь. Числа в середине граней помогают сверять их количество.

Для первой попытки подойдёт обычная бумага: на ней проще исправить ошибочный сгиб. Более плотную бумагу выбирайте после пробной сборки. Не надрезайте линии сгиба насквозь. Работайте ножницами аккуратно; ребёнку при необходимости помогает взрослый.

Почему не к любому основанию подходят четыре одинаковых треугольника

Число боковых граней равно числу сторон основания: у треугольной пирамиды их три, у пятиугольной — пять. Четыре одинаковых треугольника в этом PDF относятся к правильной квадратной пирамиде. У пирамиды с прямоугольным основанием боковые грани обычно не все одинаковы. Для неё нужен другой чертёж.

Проверьте себя

1. Сторона квадрата 8 см, высота боковой грани 5 см. Какова площадь поверхности?

Основание: 8² = 64 см². Боковые грани: 4 · 8 · 5 / 2 = 80 см². Всего 144 см². Здесь 5 см — высота грани, а не высота тела.

2. Сколько граней у пирамиды с семиугольным основанием?

Семь треугольных боковых граней и одно основание: всего восемь. Клапаны в это число не входят.

3. Все длины правильной пирамиды увеличили в 1,5 раза. Во сколько раз увеличится площадь развёртки без клапанов?

В 1,5² = 2,25 раза: у каждой грани увеличились оба линейных размера. Саму высоту тела тоже нужно увеличить в 1,5 раза.

Что изучить дальше

После сборки можно перейти к связанным объяснениям: