Регистрация не е нужна, освен при създаване на тема в "Задача на седмицата".

Правилна четириъгълна пирамида

Интересни задачи, решими със знания до 12 клас.
Публикувайте само, ако имате над 50 мнения. Всички други форуми са без регистрация.

Правилна четириъгълна пирамида

Мнениеот Davids » 17 Мар 2019, 13:36

Скрит текст: покажи
Със специален поздравителен апел към @S.B., да взема да върна и аз малко услугата :mrgreen:

Височината на правилна четириъгълна пирамида е $h$ и сключва с околните стени ъгъл $\alpha$ ($0 < \alpha < \frac{\pi}{4}$). През основен ръб е прекарана равнина $\beta$, перпендикулярна на срещулежащата му околна стена.
а) да се намери обема $V$ на пирамидата, която $\beta$ отсича от дадената пирамида;
б) при $h = 1$ да се намери стойността на $\alpha$, за която обемът $V$ е най-голям.
*Нещо непосредствено и интересно, привличащо вниманието на читателя и оставящо го с приятна топла усмивка на лицето.*
----
Вече не го правя само за точката. :lol:
Davids
Математик
 
Мнения: 2394
Регистриран на: 16 Ное 2015, 11:47
Рейтинг: 2552

Re: Правилна четириъгълна пирамида

Мнениеот S.B. » 17 Мар 2019, 18:42

Без заглавие - 2019-03-17T173907.902.png
Без заглавие - 2019-03-17T173907.902.png (322.87 KiB) Прегледано 893 пъти
Davids написа:
Скрит текст: покажи
Със специален поздравителен апел към @S.B., да взема да върна и аз малко услугата :mrgreen:

Височината на правилна четириъгълна пирамида е $h$ и сключва с околните стени ъгъл $\alpha$ ($0 < \alpha < \frac{\pi}{4}$). През основен ръб е прекарана равнина $\beta$, перпендикулярна на срещулежащата му околна стена.
а) да се намери обема $V$ на пирамидата, която $\beta$ отсича от дадената пирамида;
б) при $h = 1$ да се намери стойността на $\alpha$, за която обемът $V$ е най-голям.

$OM = h$ , осн.ръб $AB = a$ , апотемата $MP = k$
а)Построение:През средата $K$ на $AD$ построявам права [tex]p \bot MP , p \cap MP = Q;[/tex]
Построявам през $Q$ права [tex]q || CD , q\cap CM = C_{1 } , q\cap DM = D_{1 }[/tex] Построявам равнината $AB_{1 }C_{1 }D = \beta$ по $KQ \bot MP$ и $ B_{1 }C_{1 } \bot MP$
От $\triangle OPM : \frac{OP}{OM} = tg\alpha ,\frac{k}{h} = tg\alpha, \Rightarrow k = htg\alpha, \Rightarrow a = 2htg\alpha, \frac{OM}{PM} = cos\alpha , \Rightarrow k = \frac{h}{cos\alpha}$
От $\triangle KQM : \frac{KQ}{KM} = sin2\alpha \Rightarrow KQ = k.sin2\alpha = \frac{h}{cos\alpha}.2 sin\alpha.cos\alpha ; KQ = 2h.sin\alpha$
$ \frac{MQ}{MK} = cos2\alpha = k.cos2\alpha \Rightarrow MQ = \frac{h.cos2\alpha}{cos\alpha}$
$\triangle BCM \approx \triangle B_{1 }C_{1 }M \Rightarrow \frac{B_{1 }C_{1 }}{BC} = \frac{MQ}{MP} ...B_{1 }C_{1 } = 2h.tg\alpha.cos2\alpha$
$V_{AB_{1 }C_{1 }DM } =\frac{1}{3} S_{AB_{1 }C_{1 }D }.MQ$
$S_{AB_{1 }C_{1 }D } = \frac{AD + B_{1 }C_{1 }}{2}.KQ = \frac{2h.tg\alpha(1 + cos2\alpha)}{2}.2h.sin\alpha = \frac{2h^{2}sin^{2}2\alpha}{cos\alpha}$
$V = \frac{1}{3}.\frac{2h^{2}.sin^{2}2\alpha}{cos\alpha}.\frac{h.cos2\alpha}{cos\alpha} = \frac{2.h^{3}sin^{2}2\alpha.cos2\alpha}{3.cos^{2}\alpha}$
Скрит текст: покажи
Подусловие б) ще представя по-късно,защото е време да приготвя вечеря ,в противен случай рискувам да ме изгонят от дома!!!
Подозирам грешка в пресмятането,ще я оправя после :D
Никой любовен роман не е разплакал толкова много хора,колкото учебникът по математика.
Ако нещо мърда - това е биология,ако мирише -това е химия,ако има сила - това е физика,а ако нищо не разбираш - това е математика
Аватар
S.B.
Математик
 
Мнения: 4385
Регистриран на: 22 Май 2017, 15:58
Рейтинг: 5326

Re: Правилна четириъгълна пирамида

Мнениеот S.B. » 17 Мар 2019, 22:59

б) В подусловие а) $S_{AB_{1 }C_{1 }D } = $ [tex]\frac{h^{2}.sin^{2}2\alpha}{cos\alpha}[/tex] ,а не $2h^{2}....$

Тогава обемът [tex]V_{AB_{1 }C_{1 }DM } = \frac{1}{3}.\frac{h^{2}sin^{2}2\alpha}{cos\alpha}.\frac{h.cos2\alpha}{cos\alpha} = \frac{h^{3}}{3}.\frac{sin^{2}2\alpha.cos2\alpha}{cos^{2}\alpha} = \frac{h^{3}}{3}.\frac{4.sin^{2}\alpha.cos^{2}\alpha.cos2\alpha}{cos^{2}\alpha}[/tex]
[tex]V_{AB_{1 }C_{1 }D } = \frac{4h^{3}}{3}.sin^{2}\alpha.cos2\alpha[/tex]
За $h = 1,V(\alpha) = \frac{4}{3}.sin^{2}\alpha.cos2\alpha$ (Обемът е функция на ъгъла между височината и околната стена)
[tex]V'(\alpha) = \frac{8}{3}.sin\alpha.cos\alpha - \frac{8}{3}.sin\alpha.sin2\alpha = \frac{8}{3}.sin\alpha.cos\alpha - \frac{16}{3}.sin^{2}\alpha.cos\alpha = \frac{8}{3}.sin\alpha.cos\alpha(1 -2sin\alpha)[/tex]
[tex]V'(\alpha) = \frac{4}{3}sin2\alpha(1 - 2sin\alpha) = 0[/tex] ; Д.М.$\alpha\in (0 , \frac{\pi}{4})$
[tex]sin2\alpha(1 - 2sin\alpha) = 0[/tex]
Ако $sin2\alpha = 0 \Rightarrow 2\alpha = \pi$ или $2\alpha = 0$ и $\alpha = \frac{\pi}{2}\notin$ Д.М. ; $ \alpha = 0 \notin$ Д.М.
[tex]1 - 2sin\alpha = 0 \Leftrightarrow sin\alpha = \frac{1}{2} \Rightarrow \alpha = \frac{\pi}{6} \in[/tex]Д.М.
За $\alpha = \frac{\pi}{6}$ Съществува екстремум;
[tex]V''(\alpha) = \frac{8}{3}cos\alpha(1 - 2sin\alpha) - \frac{8}{3}sin2\alpha.cos\alpha[/tex]
[tex]V''(\frac{\pi}{6}) = -2 < 0 \Rightarrow[/tex] за $\alpha = \frac{\pi}{6}$ има максимум;
Максимален обем се постига за $\alpha = \frac{\pi}{6}$ при $h = 1$
[tex]V_{max } = \frac{4}{3}sin^{2} \frac{\pi}{6}.cos2.\frac{\pi}{6} = \frac{4}{3}.\frac{1}{4}.\frac{1}{2} = \frac{1}{6}[/tex]
Скрит текст: покажи
Davids ,Благодаря за вниманието! :D
Никой любовен роман не е разплакал толкова много хора,колкото учебникът по математика.
Ако нещо мърда - това е биология,ако мирише -това е химия,ако има сила - това е физика,а ако нищо не разбираш - това е математика
Аватар
S.B.
Математик
 
Мнения: 4385
Регистриран на: 22 Май 2017, 15:58
Рейтинг: 5326

Re: Правилна четириъгълна пирамида

Мнениеот KOPMOPAH » 18 Мар 2019, 11:02

Приятно е, когато решението е подкрепено с чертеж, особено пък когато е изпипан.
Браво.gif
Браво.gif (7.91 KiB) Прегледано 839 пъти

Скрит текст: покажи
Вероятно розовият цвят е във връзка с настъпващата пролет? :lol:
Намерете [tex]\lim_{n \to \infty}sin(2\pi e n!)[/tex]

Не бъркай очевидното с вярното! Очевидно е, че Слънцето обикаля Земята, ама не е вярно...
Когато се чудиш как да постъпиш, постъпи както трябва!
Аватар
KOPMOPAH
Математик
 
Мнения: 2552
Регистриран на: 03 Окт 2011, 22:10
Рейтинг: 3158


Назад към Задача на седмицата



Кой е на линия

Регистрирани потребители: Davids, Google [Bot]

Форум за математика(архив)