The RationalistSkip to content
Kolejna zagadka matematyczna

This plot has expired

Sections of Forum » Nauka
Date of addingAuthorTitle
19-07-2010 13:17stilgar (7322 points)Kolejna zagadka matematyczna
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.
Author can remove replies violating regulations or out of topic.

setarkos (10757 points)
Spostrzeżenie, że objętości ostrosłupków są sześcianami liczb naturalnych nie będzie zapewne przeszkodą w rysowaniu..
kombi (1112 points)
(banned)
> 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 points)

>no i wyjdzie okrągłe: V = 1000;

Nie znałem twojego sposobu, ale wynik jest poprawny.
memex (4 points)
>>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 points)
>>>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 points)
Dziękuję za wyczerpującą odpowiedź

Back to the list of plots działu Nauka 
To write in this plot, you have to sign in


 


[ Cooperation ] [ Advertise ] [ Map of the site ] [ F.A.Q. ] [ Store ] [ Sign up ] [ Contact ]
The Rationalist © Copyright 2000-2018 (English section of Polish Racjonalista.pl)
The Polish Association of Rationalists (PSR)