PIRÂMIDE REGULAR – Geometria Espacial

Pirâmide Regular – Volume, Área Lateral e Área Total (Fórmulas e Exercícios)

PIRÂMIDE REGULAR – Geometria Espacial

Volume, Área Lateral e Área Total (com exemplos e exercícios)

Pirâmide regular reta: base regular com apótema m, altura h, apótema lateral m'
Resumo visual da pirâmide regular (imagem: matematicaoje.blog)

O que é uma pirâmide regular?

Chama-se pirâmide regular reta a pirâmide cuja base é um polígono regular e cujo eixo (segmento ligando o vértice ao centro da base) é perpendicular ao plano da base. Notação: \(p\) é o perímetro da base, \(m\) é o apótema da base (inraio), \(m’\) é o apótema lateral (geratriz) e \(h\) é a altura. A área da base é \(B\).

📘 Fórmulas da Pirâmide Regular Reta

Volume: \( V = \dfrac{1}{3}\,B\,h \)

Área lateral: \( A_\ell = \dfrac{p\,m’}{2} \)

Área da base (polígono regular): \( B = \dfrac{p\,m}{2} \)

Área total: \( A_t = A_\ell + B = \dfrac{p(m+m’)}{2} \)

Relação entre apótemas e altura: \( {m’}^{2} = h^{2} + m^{2} \)

Exemplo 1 (base quadrada)

Uma pirâmide regular de base quadrada tem lado da base \(a=10\,\text{cm}\) e altura \(h=12\,\text{cm}\). Calcule \(B\), \(m\), \(m’\), \(A_\ell\), \(A_t\) e \(V\).

\[ \begin{aligned} p &= 4a \\ &= 4\cdot 10 \\ &= 40\,\text{cm} \end{aligned} \]
\[ \begin{aligned} m &= \frac{a}{2} \\ &= \frac{10}{2} \\ &= 5\,\text{cm} \end{aligned} \]
\[ \begin{aligned} m’ &= \sqrt{h^2+m^2} \\ &= \sqrt{12^2+5^2} \\ &= \sqrt{144+25} \\ &= \sqrt{169} \\ &= 13\,\text{cm} \end{aligned} \]
\[ \begin{aligned} B &= a^2 \\ &= 10^2 \\ &= 100\,\text{cm}^2 \end{aligned} \]
\[ \begin{aligned} A_\ell &= \frac{p\,m’}{2} \\ &= \frac{40\cdot 13}{2} \\ &= 260\,\text{cm}^2 \end{aligned} \]
\[ \begin{aligned} A_t &= A_\ell + B \\ &= 260 + 100 \\ &= 360\,\text{cm}^2 \end{aligned} \]
\[ \begin{aligned} V &= \frac{1}{3}Bh \\ &= \frac{1}{3}\cdot 100 \cdot 12 \\ &= \frac{1200}{3} \\ &= 400\,\text{cm}^3 \end{aligned} \]

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Exemplo 2 (base pentagonal)

Em uma pirâmide regular de base pentagonal, \(p=20\,\text{cm}\), \(m=3\,\text{cm}\) e \(h=4\,\text{cm}\). Calcule \(B\), \(m’\), \(A_\ell\), \(A_t\) e \(V\).

\[ \begin{aligned} B &= \frac{p\,m}{2} \\ &= \frac{20\cdot 3}{2} \\ &= 30\,\text{cm}^2 \end{aligned} \]
\[ \begin{aligned} m’ &= \sqrt{h^2+m^2} \\ &= \sqrt{4^2+3^2} \\ &= \sqrt{16+9} \\ &= 5\,\text{cm} \end{aligned} \]
\[ \begin{aligned} A_\ell &= \frac{p\,m’}{2} \\ &= \frac{20\cdot 5}{2} \\ &= 50\,\text{cm}^2 \end{aligned} \]
\[ \begin{aligned} A_t &= A_\ell + B \\ &= 50 + 30 \\ &= 80\,\text{cm}^2 \end{aligned} \]
\[ \begin{aligned} V &= \frac{1}{3}Bh \\ &= \frac{1}{3}\cdot 30 \cdot 4 \\ &= 40\,\text{cm}^3 \end{aligned} \]

Exercícios de Múltipla Escolha

1. (Volume) Uma pirâmide regular de base triangular equilátera tem lado \(a=6\,\text{cm}\) e altura \(h=9\,\text{cm}\). Use \(B=\dfrac{a^2\sqrt{3}}{4}\). O volume é:

A) \(18\sqrt{3}\,\text{cm}^3\)
B) \(27\sqrt{3}\,\text{cm}^3\)
C) \(36\sqrt{3}\,\text{cm}^3\)
D) \(54\sqrt{3}\,\text{cm}^3\)
👀 Ver solução passo a passo
\[ \begin{aligned} B &= \frac{a^2\sqrt{3}}{4} \\ &= \frac{6^2\sqrt{3}}{4} \\ &= \frac{36\sqrt{3}}{4} \\ &= 9\sqrt{3}\,\text{cm}^2 \\ V &= \frac{1}{3}Bh \\ &= \frac{1}{3}\cdot 9\sqrt{3}\cdot 9 \\ &= 27\sqrt{3}\,\text{cm}^3 \end{aligned} \]

Gabarito: B.

2. (Altura) Uma pirâmide regular de base quadrada tem lado \(a=8\,\text{cm}\) e apótema lateral \(m’=10\,\text{cm}\). Determine a altura \(h\). (Dica: para o quadrado, \(m=\tfrac{a}{2}\)).

A) \(8\,\text{cm}\)
B) \(2\sqrt{21}\,\text{cm}\)
C) \(14\,\text{cm}\)
D) \(6\sqrt{2}\,\text{cm}\)
👀 Ver solução passo a passo
\[ \begin{aligned} m &= \frac{a}{2} \\ &= \frac{8}{2} \\ &= 4\,\text{cm} \\ h^2 &= {m’}^{2} – m^{2} \\ &= 10^{2} – 4^{2} \\ &= 100 – 16 \\ &= 84 \\ h &= \sqrt{84} \\ &= 2\sqrt{21}\,\text{cm} \end{aligned} \]

Gabarito: B.

3. (Área total) Em uma pirâmide regular, \(p=36\,\text{cm}\), \(m=3\,\text{cm}\) e \(m’=4\,\text{cm}\). Calcule a área total \(A_t\).

A) \(108\,\text{cm}^2\)
B) \(120\,\text{cm}^2\)
C) \(126\,\text{cm}^2\)
D) \(144\,\text{cm}^2\)
👀 Ver solução passo a passo
\[ \begin{aligned} A_t &= \frac{p(m+m’)}{2} \\ &= \frac{36(3+4)}{2} \\ &= \frac{36\cdot 7}{2} \\ &= 18\cdot 7 \\ &= 126\,\text{cm}^2 \end{aligned} \]

Gabarito: C.

Conclusão

Para pirâmides regulares, as expressões \(V=\tfrac{1}{3}Bh\), \(A_\ell=\tfrac{p\,m’}{2}\), \(B=\tfrac{p\,m}{2}\), \(A_t=\tfrac{p(m+m’)}{2}\) e \( {m’}^{2}=h^{2}+m^{2}\) cobrem praticamente todos os problemas de provas e do ENEM. Continue estudando com:

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