Fiche de révision Voir dans l’espace et calculer des volumes

Les solides usuels

Reconnaître les solides usuels

  • Cube :
  • 6 faces carrées ;
  • 12 arêtes de même longueur ;
  • 8 sommets.
  • Pavé droit (parallélépipède rectangle) :
  • 6 faces rectangulaires ;
  • 12 arêtes ;
  • 8 sommets.
  • Prisme droit :
  • 2 bases identiques (polygones superposables) ;
  • les autres faces sont des rectangles.
  • Cylindre :
  • 2 bases : 2 disques identiques et parallèles ;
  • une surface latérale courbe.
  • Cône :
  • 1 base : un disque ;
  • 1 sommet (pointe) relié au bord du disque par une surface courbe.
  • Pyramide :
  • 1 base : polygone (triangle, carré, etc.) ;
  • les autres faces sont des triangles qui ont un sommet commun.
  • Boule :
  • volume délimité par une sphère ;
  • définie par un centre $O$ et un rayon $R$.

Représentations des solides usuels

Représentation en perspective cavalière

  • Sert à donner une impression de profondeur sur une feuille plane.
  • Les faces avant et arrière gardent leur vraie forme.
  • Seuls les angles droits de ces faces sont dessinés comme de vrais angles droits.
  • Les arêtes cachées sont tracées en pointillés.
  • Certaines longueurs sont réduites pour créer l’effet de perspective.

Patron d’un solide

  • Un patron est une figure plane qui permet, après pliages, d’obtenir un solide sans superposition des faces.
  • Le patron contient toutes les faces du solide, reliées bord à bord.
  • Un patron correct doit permettre de reconstruire le solide en 3D.

Vue selon la position de l’observateur

  • On peut représenter un solide selon différents points de vue :
  • vue de face ;
  • vue de dessus ;
  • vue de côté.
  • Chaque vue ne montre qu’une partie du solide, mais avec les formes exactes des faces visibles.

Volumes de solides

Définition du volume : cas général

  • Le volume mesure l’espace occupé par un solide.
  • On choisit une unité de volume (un solide de référence).
  • Pour calculer le volume d’un assemblage :
  • on compte le nombre de fois où l’unité de volume apparaît dans l’assemblage ;
  • le volume total est :
    $V = \text{nombre d’unités} \times \text{volume d’une unité}$.

Volumes en $\mathrm{cm}^3$

  • $1~\mathrm{cm}^3$ est le volume d’un cube dont chaque arête mesure $1~\mathrm{cm}$.
  • Un assemblage de cubes de $1~\mathrm{cm}^3$ a pour volume :
  • $V = \text{nombre de cubes} \times 1~\mathrm{cm}^3$ ;
  • donc $V = \text{nombre de cubes en } \mathrm{cm}^3$.
  • Pour un pavé droit pavé par des cubes de $1~\mathrm{cm}^3$ :
  • si ses dimensions sont $L$, $l$ et $h$ en centimètres,
    le nombre de cubes est $L \times l \times h$ ;
  • le volume est alors $V = L \times l \times h~\mathrm{cm}^3$.
  • Comparer des volumes revient à comparer des nombres de cubes ou des valeurs en $\mathrm{cm}^3$.