Surface d'un heptaèdre
est un cube de côté .
On coupe ce cube par un plan et l'on retire le tétraèdre de façon à obtenir l'heptaèdre représenté ci-dessous.
Combien de sommets, de côtés, et de faces possède cet heptaèdre ?
Que peut-on dire du triangle ?
Que peut-on dire du triangle ?
Quelle est l'aire du triangle ?
Calculer la hauteur du triangle issue de l'un de ses sommets. En déduire l'aire du triangle . On donnera la réponse exacte puis la réponse en cm puis en cm arrondie au centième près.
En déduire l'aire totale de l'heptaèdre.
Corrigé
L'heptaèdre formé après avoir retiré le tétraèdre possède 7 sommets, 12 arêtes, et 7 faces.
Le triangle est un triangle rectangle isocèle en , car et sont des arêtes perpendiculaires du cube et .
Le triangle est formé par les points du plan de coupe. Ce triangle est équilatéral ; on peut, en effet. calculer les longueurs BE, BG et EG. Ce sont les hypoténuses de triangles rectangles isocèles dont les côtés de l'angle droit mesure cm . Elles mesurent donc toutes les trois cm (on peut retrouver ce résultat avec le théorème de Pythagore) .
Pour calculer l'aire du triangle , on utilise la formule de l'aire d'un triangle :
Pour calculer la hauteur du triangle équilatéral , on applique la formule de la hauteur pour un triangle équilatéral (que l'on peut retrouver avec le théorème de Pythagore) :
L'aire du triangle se calcule alors par :
Pour calculer l'aire totale de l'heptaèdre, on prend en compte les surfaces suivantes :
Trois triangles rectangles isocèles similaires à , dont chacun a une aire de .
Un triangle équilatéral , dont l'aire est de .
Trois faces carrées identiques à , chacune ayant une aire de (puisque l'aire de chaque carré est ).
L'aire totale de l'heptaèdre est donc :