Racjonalista - Strona głównaDo treści
Kolejna zagadka matematyczna

Ten wątek jest przedawniony

Działy Forum » Nauka
NapisanoAutorTytuł
19-07-2010 13:17stilgar (7322 punktów)Kolejna zagadka matematyczna
Ocena 2 na 2
Jako, że ostatnio modne są tutaj na forum zagadki matematyczne, to ja przedstawię swoją

Znalazłem to zadanie 7 lat temu, ucząc się do matury. Jest ono dość trudne, chyba, że zauważy się coś, co czyni je banalnie łatwym ( Taka podpowiedź )

A oto i treść

Dany jest ostrosłup trójkątny( dowolny ) i punkt w jego wnętrzu. Przez ten punkt prowadzimy proste równoległe do krawędzi ostrosłupa, które przebijają jego ściany i podstawę w 12 punktach ( 2 punkty na prostą, 3 punkty na ścianę ). Trzy punkty z każdej ściany łączymy z początkowym punktem wewnętrznym otrzymując w ten sposób 4 małe ostrosłupy, o objętościach 1, 8, 27 i 64.

Pytanie:

Jaka jest objętość początkowego ostrosłupa.



No, to ołówki w garść i rysujemy Proszę o takie udzielanie odpowiedzi, żeby nie psuć innym zabawy.
Autor wątku ma uprawnienia do usuwania wypowiedzi, jeżeli łamią regulamin Forum lub znacznie odbiegają od tematu.

setarkos (10757 punktów)
Spostrzeżenie, że objętości ostrosłupków są sześcianami liczb naturalnych nie będzie zapewne przeszkodą w rysowaniu..
kombi (1112 punktów)
(zablokowany)
> Trzy punkty z każdej ściany łączymy z początkowym punktem wewnętrznym otrzymując w ten sposób 4 małe ostrosłupy, o objętościach 1, 8, 27 i 64.

No to ja walnę taką improwizacyję:

cały ostrosłup: V = 1/3 S*H; te 4 małe: v = 1/3 s*h;
wysokość h jest tu odległością tego punktu od ściany, pole s to przeskalowana ściana... więc tu tak będzie: H/h = k oraz S/s = k^2;

V = 1/3 h*s k^3 = v k^3; k^3 = V/v; no i wyliczamy sobie te k dla każdego osobno:
c, c/2, c/3 i c/4; gdzie: c = V^1/3;

V jest też sumą 4 czworościanów o wysokościach h i podstawach S:
V = v1*k1^2 + ... cztery sztuki;

czyli:
V = (1 + 8/4 + 27/9 + 64/16)c^2 = (1 + 2 + 3 + 4)c^2 = 10 V^2/3;
no i wyjdzie okrągłe: V = 1000;
stilgar (7322 punktów)

>no i wyjdzie okrągłe: V = 1000;

Nie znałem twojego sposobu, ale wynik jest poprawny.
memex (4 punktów)
>>no i wyjdzie okrągłe: V = 1000;
>Nie znałem twojego sposobu, ale wynik jest poprawny.
Proszę w takim razie opisać własny sposób. Czy można jeszcze prościej rozwiązać to zadanko? Pytam z czystej ciekawości.
stilgar (7322 punktów)
>>>no i wyjdzie okrągłe: V = 1000;
>>Nie znałem twojego sposobu, ale wynik jest poprawny.
>Proszę w takim razie opisać własny sposób. Czy można jeszcze prościej rozwiązać to zadanko? Pytam z czystej ciekawości.

Proszę wybaczyć paskudny rysunek, ale jestem w pracy i nie mam dostępu do dobrego programu do rysowania

To, że proste były równoległe do krawędzi zapewnia, że wszystkie małe ostrosłupy są podobne do dużego i do siebie nawzajem. Są też tak samo zorientowane w przestrzeni i różnią się jedynie skalą. Jeśli nazwiemy małe ostrosłupy literami a,b,c,d w kolejności w jakiej podawałem objętości, to okaże się, że długości wszystkich krawędzi i wysokość ostrosłupa b będą dwa razy większe od a, w c - 3x większe, w d - 4x większe ( z podobieństwa).

Innymi słowy:
Wysokość hd = 4*ha

Jeśli zorientujemy się tak, że 'd' znajdzie się na podstawie dużego, którego wysokość oznaczymy jako H, można zauważyć co następuje: H = h + z ( nie zaznaczona na rysunku odległość od płaszczyzny na której leży wierzchołek d i podstawy a,b i c do wierzchołka dużego ( chyba to widać z rysunku 1) )

Jak można zauważyć, ta podstawa ( którą chciałem zaznaczyć na czerwono, ale nie wiem czy to widać ) oddziela od dużego ostrosłupa trochę mniejszy, również podobny do niego, o wysokości z. Podstawa tego ostrosłupa jest przedstawiona na rysunku 2 ( widok z góry ).

Lewa krawędź tej podstawy ma długość b + x + y. Jak łatwo zauważyć, mamy tam równoległoboki, więc x = a, y = c, czyli długość całej krawędzi wyniesie a + b + c czyli a + 2a + 3a = 6a. Oznacza to, że wysokość z = 6*ha

ergo
H = 4*ha + 6*ha = 10*ha

Oznacza to, że cały, duży ostrosłup jest 10x większy od najmniejszego, o objętości 1, z czego wynika, że jego objętość to 103=1000.
memex (4 punktów)
Dziękuję za wyczerpującą odpowiedź

Wróć do listy wątków działu Nauka
Aby pisać w tym wątku, musisz się zalogować

  

Zaloguj przez OpenID..
Jeżeli nie jesteś zarejestrowany/a - załóż konto..

Szukaj na Forum  Przewodnik  Regulamin i instrukcja obsługi Forum  Kolegium Moderatorów

 


[ Regulamin publikacji ] [ Bannery ] [ Mapa portalu ] [ Reklama ] [ Sklep ] [ Zarejestruj się ] [ Kontakt ]
Racjonalista © Copyright 2000-2018 (e-mail: redakcja | administrator)
Fundacja Wolnej Myśli, konto bankowe 101140 2017 0000 4002 1048 6365