Feladat: 1448. matematika feladat Korcsoport: 18- Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Makó József 
Füzet: 1966/november, 133 - 134. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Terület, felszín, Térfogat, Szabályos testek, Feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1966/február: 1448. matematika feladat

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

A közös V térfogattal mindegyik test esetében kifejezzük a test élét, magasságát, sugarát, majd ebből az F felszínt. A hosszúságméret mindig V1/3-nak valamilyen állandószorosa lesz, F pedig V2/3-nak egy k állandószorosa, ezért az F/V2/3=k hányados mindegyik test esetében az alakra jellemző állandó szám lesz. Ezek alapján rendezzük sorba a testeket. Kényelmesebb lesz azonban k3-t számítani.
A kocka éle a=V1/3, ebből F=6a2=6V2/3, így k=F/V2/3=6, és k3=F3/V2=216.
A szabályos tetraéderben az m magasság és az alap köré írt kör r sugara olyan derékszögű háromszög befogói, melynek átfogója a c él. A sugár viszont 2/3 része a szabályos háromszöglap magasságának, mert az utóbbi egyben súlyvonal, és a kör középpontja egyben súlypont is: r=(2/3)c3/2=c/3, m=c2/3, V=(1/3)c2(3/4)(c2/3)=c32/12, V2=c6/72, másrészt F=4(c23/4)=c23, F3=33c6, és így F3/V2=2163374,1.
A szabályos oktaéder két szemben fekvő élén átmenő síkkal szétvágható két négyzet alapú, egyenlő élű gúlára. Ezekben a magasság fele az alap átlójának, mert az alappal szemben levő csúcson át is fektethető két ugyanilyen négyzetmetszet. Az élt d-vel jelölve V=2(d2/3)(d/2), V2=2d6/9, másrészt F=8(d23/4), F3=243d6, tehát F3/V2=1083187,1.
A gömb esetében F3/V2=(64π3r6)/(16π2r6/9)=36π113,1.
A hengerben m=2r, így V=2πr3, F=2πr2+2πrm=6πr2, ezért F3/V2=54π169,6.
Végül a kúp esetében m=r3, az alkotó hossza 2r, így V=πr3/3, F=πr2+2πr2=3πr2, F3/V2=81π254,5.

 
Az egyes testekre talált k3 értékek alapján a kívánt sorrend:
gömb, henger, oktaéder, kocka, kúp, tetraéder.
 
Makó József (Polgár, gimn. III. o. t.)