Problema 1. Piramida patrulateră regulată VABCD, cu AB=18 cm, are fața VBC echivalentă cu baza ABCD.
a) calculați înălțimea piramidei;
b) calculați distanța de la O la planul (VBC), unde {O}=AC∩BD.
Mate2000, 10/146, ***, E.171
Soluție:
a) Fie M mijlocul lui BC și O centrul bazei.
În △CAB, OM este linie mijlocie, deci OM=9.
Două figuri sunt echivalente daca au aceeași arie:
2VM⋅BC=BC2⇒VM=36.
În △VOM, VO2=VM2−OM2=(9⋅4)2−92⇒VO=915.
b) Contruim OE⊥VM.
Din VO⊥(ABC)⇒VO⊥BC.
Din BC⊥VO și BC⊥OM⇒BC⊥(VOM)⇒BC⊥OE.
Din OE⊥VM și OE⊥BC⇒OE⊥(VBC), deci OE este distanța căutată.
În △VOM, OE=VMOV⋅OM=36915⋅9⇒OE=4915.
Observații:
1: Faptul că OE⊥(VBC) se putea arăta mai simplu cu "T3P";
2: Distanța OE se putea calcula mai simplu scriind volumul lui VOBC în două moduri.
Problema 2. Fie un con circular drept a cărui desfășurare a suprafeței laterale este o jumătate dintr-un disc. Dacă raza bazei conului este 6 cm, aflați înălțimea acestuia.
Art, 13/147, **, E.170
Soluție:
Lungime cercului de la baza conului este egală cu lungimea semicercului AB obținut după desfășurare: 2πr=22πG⇒G=2r, deci G=12 cm.
În △VOB,VO2=G2−r2=(2⋅6)2−62, deci VO=63.
Problema 3. Dacă ABCDA′B′C′D′ este o prismă dreaptă ale cărei baze sunt romburi, cu AC=83 cm, BD=8 cm, iar E este mijlocul segmentului OO′ (O și O′ sunt punctele de intersecție ale diagonalelor bazelor), M este mijlocul segmentului BC și ME=5 cm, calculați înălțimea prismei.
Mate2000, 8/150, **, E.172
Soluție:
Într-un romb, diagonalele sunt perpendiculare și se înjumatățesc. OB=2BD=4, OC=2AC=43.
În △COB, BC2=OB2+OC2=42+(43)2, deci BC=8.
În △CAB, OM este linie mijlocie, deci OM=4.
În △EOM, OE=3 (3, 4, 5 - triplet pitagoreic) ⇒OO′=2⋅OE=6 cm.
Problema 4. Fie cilindrul circular drept cu bazele C(O,R) și C(O′,R). Fie AA′ și BB′ două generatoare ale sale astfel încât AB să fie un diametru al C(O,R). Alegem punctul C pe C(O,R), astfel încât ∡ABC=45°. Dacă ∡ACA′=30° și A′C=28 cm, calculați:
a) înălțimea cilindrului;
b) aria unei baze a cilindrului.
b) În △A′AC, AC2=A′C2−A′A2=(4⋅7)2−(2⋅7)2, deci AC=143. ∡ACB=2AB=90°. Cum ∡ABC=45°⇒△ABC este dreptunghic isoscel.
Deci AB=AC2=146⇒r=OA=76. SC(O,R)=πr2=294π.