Feladat: B.3298 Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Horváth Gergely 
Füzet: 2000/március, 159 - 160. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Tetraéderek, Térfogat, Pitagorasz-tétel alkalmazásai, Feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1999/szeptember: B.3298

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

Legyen a gúla alaplapja a BCD háromszög, negyedik csúcsa A, és válasszuk úgy a jelölést, hogy CAD=60, BAD=90 és BAC=120. Legyen B-nek az AD egyenesre vonatkozó tükörképe B'. Mivel AD és BA egymásra merőlegesek, azért B, A és B' egy egyenesen vannak, és B'A=AB=1. Mivel BAC=120, azért CAB'=60, s így CA=AB'=1 miatt a CAB' háromszög szabályos. A CAD háromszög is szabályos, mert CA=DA=1 és CAD=60. Ezért a C pont a DAB' egyenlő szárú derékszögű háromszög mindhárom csúcsától egyenlő távolságra van, vagyis rajta van a háromszög köré írható kör középpontjában a háromszög síkjára állított merőleges egyenesen.
A DAB' háromszög köré írható körének középpontja a DB' szakasz F felezőpontja, FA=FB'=FD=DB'2=22. A CF szakasz hosszát a CFA derékszögű háromszögből Pitagorasz tételével számolhatjuk ki:

CF=AC2-AF2=1-12=22.
Az ABCD gúla ABD lapjához tartozó magassága CF, ezért a gúla térfogata:
V=TABDCF3=(1211)223=212.

 
Megjegyzés. Ha az A pont B'D egyenesre való tükörképe A', akkor könnyen látható, hogy az ADA'B'C test négyzet alapú szabályos gúla (2. ábra). Ismert, hogy ennek C-ből induló magassága a22, ahol a az élek hossza.

 

 Horváth Gergely (Fonyód, Mátyás Király Gimn., 12. o.t.) dolgozata alapján