พื้นที่ผิวและปริมาตร — แนวข้อสอบเตรียมทหาร พร้อมเฉลย
โจทย์ตัวอย่าง 3 ข้อ แนวละ 1 ข้อ เรียงจากง่ายไปยาก
· ในคลังของเรามีหัวข้อนี้ 40 ข้อ จาก 16 แนว
· ลองคิดคำตอบในใจก่อน แล้วค่อยกดดูเฉลย
สิ่งที่ต้องรู้เรื่องพื้นที่ผิวและปริมาตร
สูตรที่ต้องจำ
| รูปทรง |
ปริมาตร |
พื้นที่ผิว |
| ปริซึม |
พื้นที่ฐาน × สูง |
ผิวข้าง + ฐานสองฐาน |
| ทรงกระบอก |
πr²h |
ผิวข้าง 2πrh · รวม 2πrh + 2πr² |
| พีระมิด |
⅓ × พื้นที่ฐาน × สูง |
ผิวข้าง (พีระมิดตรง ฐานเหลี่ยมด้านเท่ามุมเท่า) = ½ × เส้นรอบฐาน × สูงเอียง |
| กรวย |
⅓πr²h |
ผิวข้าง πrl · รวม πrl + πr² |
| ทรงกลม |
(4/3)πr³ |
4πr² |
- กรวย: สูงเอียง l หาจาก l² = r² + h² (r รัศมีฐาน h สูงตรง)
- สูงเอียงของพีระมิด = ส่วนสูงของหน้าสามเหลี่ยมด้านข้าง ไม่ใช่ความยาวสันข้าง
- 1 ลิตร = 1,000 ลูกบาศก์เซนติเมตร
ความสัมพันธ์ที่ใช้บ่อย
- ย่อ/ขยายทุกด้าน k เท่า ⇒ พื้นที่ k² เท่า · ปริมาตร k³ เท่า (รัศมีทรงกลมเพิ่มเป็น 2 เท่า ปริมาตรเพิ่มเป็น 8 เท่า)
- กรวย ทรงกลม ทรงกระบอก ที่รัศมีเท่ากันและสูง 2r: ปริมาตรเป็นอัตราส่วน 1 : 2 : 3
- ม้วนกระดาษรูปเซกเตอร์เป็นกรวย: รัศมีเซกเตอร์ = สูงเอียงของกรวย · ความยาวส่วนโค้งของเซกเตอร์ = เส้นรอบวงฐานกรวย
- กรวยตัดยอด (แก้วน้ำ ถังทรงกรวย): ปริมาตร = กรวยใหญ่ − กรวยเล็กที่ถูกตัด — สองกรวยนี้คล้ายกัน ใช้อัตราส่วนหาความสูงที่ขาด
- พีระมิดยอดตัด: พื้นที่ผิวข้าง = ผลรวมพื้นที่รูปสี่เหลี่ยมคางหมูด้านข้างทุกหน้า
โจทย์เทน้ำ/นับชิ้น
- ของเหลวที่เทจากภาชนะหนึ่งไปอีกภาชนะ ปริมาตรเท่าเดิม
- ถามว่าเติมเต็มได้กี่แก้ว = ปริมาตรทั้งหมด ÷ ปริมาตรหนึ่งแก้ว แล้วปัดลงเป็นจำนวนเต็ม
- ใส่ลูกทรงกลมจมลงในภาชนะที่มีน้ำ: น้ำที่ถูกดันขึ้นมีปริมาตรเท่ากับลูกทรงกลม ⇒ ระดับน้ำสูงขึ้น = ปริมาตรลูกทรงกลมรวม ÷ พื้นที่ฐานภาชนะ (ภาชนะทรงกระบอก/ปริซึมตั้งตรง น้ำท่วมมิดลูก และน้ำไม่ล้น)
- ทำหน่วยให้ตรงกันก่อนคำนวณ (เซนติเมตรกับเมตร · ลิตรกับลูกบาศก์เซนติเมตร)
โจทย์ตัวอย่าง
ข้อ 1
ห้องทรงสี่เหลี่ยมมุมฉากกว้าง 7 เมตร ยาว 12 เมตร สูง 3 เมตร ต้องทาสีผนังทั้งสี่และเพดานทั้งหมด ไม่ทาพื้น ให้ถือว่าไม่มีช่องเปิด พื้นที่ทาสีรวมกี่ตารางเมตร
ก
228
ข
312
ค
252
ง
282
จ
198
ดูเฉลยและวิธีคิด
ตอบ จ 198
1
คำนวณขั้นที่ 1
ผนังคู่แรกมีพื้นที่ 2 × 7 × 3 = 42 ตารางเมตร
2
คำนวณขั้นที่ 2
ผนังอีกคู่มีพื้นที่ 2 × 12 × 3 = 72 ตารางเมตร
3
คำนวณขั้นที่ 3
เพดานมีพื้นที่ 7 × 12 = 84 ตารางเมตร
4
สรุปคำตอบ
รวมพื้นที่ที่ต้องทาสีเป็น 42 + 72 + 84 = 198 ตารางเมตร
= 198
ถ้าตอบข้ออื่น คุณพลาดตรงไหน
ก · ใช้ด้านยาวกับผนังทั้งสี่
คิดผนังทั้งสี่ด้านยาวเท่าด้านยาว (4 × 12 × 3 = 144) รวมเพดาน 84 จึงได้ 228 แต่ผนังคู่หนึ่งยาวเท่าด้านกว้าง อีกคู่ยาวเท่าด้านยาว
ข · คูณสองซ้ำกับผนังที่นับเป็นคู่แล้ว
ใช้ 2h(a+b) แล้วยังคูณสองอีก จึงได้ 312 แต่2h(a+b) รวมผนังทั้งสี่แล้ว
ค · ใช้ปริมาตรเป็นพื้นที่
คูณกว้างยาวสูง จึงได้ 252 แต่งานทาสีใช้ตารางหน่วย ต้องบวกพื้นที่หน้า
ง · เพิ่มพื้นห้อง
ใช้พื้นที่ผิวปิดทั้งหกหน้า จึงได้ 282 แต่ตัดหน้าที่โจทย์บอกไม่ทาออก
ข้อ 2
พีระมิดตรงมีฐานจัตุรัสด้านละ 30 เซนติเมตร ยอดอยู่เหนือศูนย์กลางฐาน มีปริมาตร 2400 ลูกบาศก์เซนติเมตร พื้นที่ผิวข้างไม่รวมฐานเป็นกี่ตารางเซนติเมตร
ก
2040
ข
255
ค
1920
ง
1020
จ
480
ดูเฉลยและวิธีคิด
ตอบ ง 1020
1
คำนวณขั้นที่ 1
ให้ h เป็นสูงตั้งฉาก จาก 30²h/3 = 2400 ได้ h = 8 เซนติเมตร
2
คำนวณขั้นที่ 2
ระยะศูนย์กลางฐานถึงกึ่งกลางด้านเท่ากับ 30/2 = 15 เซนติเมตร
3
คำนวณขั้นที่ 3
สูงเอียงของหน้าสามเหลี่ยมเป็น √(8² + 15²) = 17 เซนติเมตร
4
สรุปคำตอบ
ผิวข้างสี่หน้ารวมเป็น 4 × (30 × 17/2) = 1020 ตารางเซนติเมตร
= 1020
ถ้าตอบข้ออื่น คุณพลาดตรงไหน
ก · ไม่หารสองในพื้นที่สามเหลี่ยม
ใช้ฐานคูณสูงเอียงเต็ม ๆ (4 × 30 × 17) จึงได้ 2040 แต่หน้าสามเหลี่ยมหนึ่งหน้ามีพื้นที่ ½ × ฐาน × สูงเอียง
ข · นับหน้าสามเหลี่ยมหน้าเดียว
ตอบพื้นที่หน้าเดียว จึงได้ 255 แต่ผิวข้างมีสี่หน้า
ค · เพิ่มพื้นที่ฐาน
ตอบผิวรวมแทนผิวข้าง จึงได้ 1920 แต่ผิวข้างไม่รวมฐานจัตุรัส
จ · ใช้สูงตรงเป็นสูงหน้าสามเหลี่ยม
แทน h ในพื้นที่ผิวข้าง จึงได้ 480 แต่ใช้พีทาโกรัสหาสูงเอียงก่อน
ข้อ 3
พีระมิดฐานสามเหลี่ยมด้านเท่ามีสันทั้งหกเส้นยาวเท่ากัน ผลรวมความยาวสันทั้งหกเส้นเท่ากับ 12 เซนติเมตร พีระมิดมีปริมาตรกี่ลูกบาศก์เซนติเมตร
ก
1
ข
2√2/3
ค
4√6/9
ง
1/3
จ
√2/3
ดูเฉลยและวิธีคิด
ตอบ ข 2√2/3
1
คำนวณขั้นที่ 1
จากข้อมูลที่ให้ ด้านฐานแต่ละด้านยาว 2 เซนติเมตร และพื้นที่ฐานเท่ากับ √3 ตารางเซนติเมตร
2
คำนวณขั้นที่ 2
เท้าสูงอยู่ที่ศูนย์กลางฐาน ระยะถึงจุดยอดฐานเป็นสองในสามของเส้นมัธยฐาน คือ 2√3/3 เซนติเมตร
3
คำนวณขั้นที่ 3
พีทาโกรัสให้สูงตั้งฉากเท่ากับ 2√6/3 เซนติเมตร
4
สรุปคำตอบ
ปริมาตรเท่ากับหนึ่งในสามของพื้นที่ฐานคูณสูง จึงได้ 2√2/3 ลูกบาศก์เซนติเมตร
= 2√2/3
ถ้าตอบข้ออื่น คุณพลาดตรงไหน
ก · ใช้สูงของหน้าสามเหลี่ยมเป็นสูงทรง
สูงหน้ายังอยู่บนระนาบเอียง จึงได้ 1 แต่สูงทรงต้องตั้งฉากกับฐาน
ค · ใช้พื้นที่สามเหลี่ยมมุมฉากกับฐานด้านเท่า
ใช้ ด้าน²/2 เป็นพื้นที่ฐาน เหมือนสามเหลี่ยมมุมฉาก จึงได้ 4√6/9 แต่ต้องใช้พื้นที่สามเหลี่ยมด้านเท่า (√3/4) × ด้าน²
ง · ใช้ระยะศูนย์กลางถึงกึ่งกลางด้านเป็นสูง
ระยะนี้อยู่บนระนาบฐาน จึงได้ 1/3 แต่สูงตั้งฉากหาจากสันกับระยะศูนย์กลางถึงมุม
จ · หารพื้นที่สามเหลี่ยมด้วยสองซ้ำ
ใช้สูตรพื้นที่สามเหลี่ยมด้านเท่า (√3/4) × ด้าน² แล้วยังหารสองซ้ำ จึงได้ √2/3 แต่ใช้สูตรพื้นที่ฐานเพียงแบบเดียว
หลุมที่คนพลาดบ่อยในเรื่องพื้นที่ผิวและปริมาตร
ลืมพจน์ผลคูณขนาดฐาน
หาความสูงสองทรงด้วยความคล้ายแล้วลบปริมาตร
ลบความยาวแทนลบกำลังสอง
ต้องหาสูงจาก √(สูงเอียง² − รัศมีฐาน²)
ลืมหนึ่งส่วนสามของพีระมิด
เขียนสูตรแต่ละทรงแยกกันก่อนเรียง
อ่านทิศการเรียงกลับ
ตรวจคำแรกและคำสุดท้ายของคำสั่งก่อนตอบ
ลืมสี่ในสูตรทรงกลม
ต้องใช้ปริมาตรทรงกลม (4/3)π × รัศมี³
ใช้เส้นรอบวงฐานแทนพื้นที่ฐาน
ต้องบวกพื้นที่ฐาน π × รัศมี²
เจอข้อไหนเฉลยผิดหรือโจทย์กำกวม บอกเราได้ที่นี่
แนวข้อสอบหัวข้ออื่น
คณิตศาสตร์
สมการและอสมการเชิงเส้น · จำนวนและเลขยกกำลัง · กราฟของฟังก์ชันกำลังสอง · เรขาคณิต (พีทาโกรัส · ความคล้าย · วงกลม · มุม) · พหุนามและการแยกตัวประกอบ · สมการกำลังสอง · อัตราส่วน ร้อยละ และโจทย์ปัญหา · สถิติ · ระบบสมการเชิงเส้น · อัตราส่วนตรีโกณมิติ · เรขาคณิตวิเคราะห์ · หลักการนับเบื้องต้น · ฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียลและลอการิทึม · ตรรกศาสตร์ · ความน่าจะเป็น · จำนวนจริง (อสมการ · ค่าสัมบูรณ์ · กรณฑ์) · ความสัมพันธ์และฟังก์ชัน · เซต · ลำดับและแบบรูป
วิทยาศาสตร์
พันธะเคมี (สภาพขั้ว · รูปร่างโมเลกุล · ไอออนิก) · แรงและกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน (รวมความโน้มถ่วงสากล)