Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 14. 08. 2015 15:03

inter
Příspěvky: 123
Reputace:   
 

Objem platonových těles - pomocí detemrninantu

Vypočet objemů platonových těles pro známou vzdálenost vrcholů od těžiště.

Takže např pro čtyřstěn jsem si určila vzdálenost od těžiště: $r=\frac{\sqrt{6}}{4}a$
Jak pomocí determinantu mám vypočítat objem? Do těžiště si umistím počátek souřadnic, ale nevím jakým způsobem, abych uměla všechny tři vektory určit. Děkuji

Offline

 

#2 14. 08. 2015 21:15

jelena
Jelena
Místo: Opava
Příspěvky: 30020
Škola: MITHT (abs. 1986)
Pozice: plním požadavky ostatních
Reputace:   100 
 

Re: Objem platonových těles - pomocí detemrninantu

Zdravím,

toto téma zde již bylo (i opakovaně), musíš ale projít celé téma a odkazy. Stačí tak? Děkuji.

Offline

 

#3 15. 08. 2015 09:30

inter
Příspěvky: 123
Reputace:   
 

Re: Objem platonových těles - pomocí detemrninantu

↑ jelena: Odkaz je osmistěn. a já se ptám teď na čtyřstěn.

Offline

 

#4 15. 08. 2015 15:56

jelena
Jelena
Místo: Opava
Příspěvky: 30020
Škola: MITHT (abs. 1986)
Pozice: plním požadavky ostatních
Reputace:   100 
 

Re: Objem platonových těles - pomocí detemrninantu

↑ inter:

jsem měla za to, že v odkazu bylo i dost obecných formulací. Předpokládám tedy, že máš v plánu použit vzorec pro výpočet objemu (s využitím determinantu), potřebuješ souřadnice vrcholů, jeden vrchol můžeš umístit nad těžiště tak, aby byl na ose z (v odkazu vrchol A - tedy jeho souřadnice máš kompletně) a čtyřstěn natočit tak, aby vrchol D byl v rovině zOx, potom má y=0. Všechny další vrcholy (B, C) budou ve stejné vodorovné rovině, jako D, budou mít stejnou z-souřadnici.

Také všechny vrcholy leží na sféře s poloměrem $r=\frac{\sqrt{6}}{4}a$ a středem (0,0,0) - to jedna rovnice soustavy. Další rovnice je z údaje o odchylce vektorů vycházejících z těžiště (budeme používat parametrické tvary přímek, tedy odchylku vezmeme přes směrové vektory). Třetí údaj je jedna známá souřadnice dle předchozího povídání. Je tento postup použitelný? Děkuji.

Kolegyně v odkazu ale potřebovala vysvětlit tuto techniku, mám dojem, že dodiskutována nebyla.

Offline

 

#5 15. 08. 2015 16:11

inter
Příspěvky: 123
Reputace:   
 

Re: Objem platonových těles - pomocí detemrninantu

↑ jelena: takže: A=$A=[0,0,\frac{\sqrt{6}}{4}a]$

Offline

 

#6 15. 08. 2015 16:25

jelena
Jelena
Místo: Opava
Příspěvky: 30020
Škola: MITHT (abs. 1986)
Pozice: plním požadavky ostatních
Reputace:   100 
 

Re: Objem platonových těles - pomocí detemrninantu

↑ inter:

ano, pro D bude $D=[x_D,0,z_D]$, teď na trojúhelník DOA použij kosinovou větu pro vyjádření cos(AOD), to bude potom do vzorce pro odchylku přímek OA, OD, samotný úhel není nutné vyjadřovat.

Offline

 

#7 15. 08. 2015 16:39

inter
Příspěvky: 123
Reputace:   
 

Re: Objem platonových těles - pomocí detemrninantu

Offline

 

#8 15. 08. 2015 18:12

jelena
Jelena
Místo: Opava
Příspěvky: 30020
Škola: MITHT (abs. 1986)
Pozice: plním požadavky ostatních
Reputace:   100 
 

Re: Objem platonových těles - pomocí detemrninantu

↑ inter:

vyšlo mi to stejně, můžeš dosadit velikosti stran, upravit a pokračovat.

Mimo tento postup - třeba to dodiskutujeme, až dořešíš touto cestou. Podle úlohy máme zadanou vzdálenost od těžiště, také ale uvažujeme, že známe délku strany ($a$) - zda ale toto úloha dovoluje? Když se podívám na techniku odkazu, tak kosinus odvozují jinak. Délku strany můžeme považovat za jednotkovou, potom to jde zobecnit na libovolnou délku, to by problém nebyl. Ale výchozí předpoklad není délka strany. Řekla bych, že výchozím zadáním by mělo být: je dána vzdálenost vrcholu od těžiště (označíme třeba $r$), vypočtete objem.

Offline

 

#9 15. 08. 2015 18:35

inter
Příspěvky: 123
Reputace:   
 

Re: Objem platonových těles - pomocí detemrninantu

↑ jelena:aha tím  pádem bych vůbec nemohla používat a? a co kdybych si to a vyjádřila za pomocí r? tohle asi není správně... tenhle odkaz (výše) nechápu vůbec přes ty cosinusy..už jsem to četla snad 10 krát.

Offline

 

#10 15. 08. 2015 18:50

jelena
Jelena
Místo: Opava
Příspěvky: 30020
Škola: MITHT (abs. 1986)
Pozice: plním požadavky ostatních
Reputace:   100 
 

Re: Objem platonových těles - pomocí detemrninantu

↑ inter:

já bych řekla, že dle zadání máme vycházet ze známého $r$ a od něho všechno odvozovat (co jsme zatím popsali, je použitelné, jen máme začít od $r$, vyjádřit $a=f(r)$ atd.) Nakonec podmínkou není ani mít těžiště v počátku souřadnic, můžeme umístit rovnostranný trojúhelník (podstavu) do roviny xOy, což je úspornější.

tenhle odkaz (výše) nechápu vůbec přes ty cosinusy..už jsem to četla snad 10 krát.

mně tam asi unikají souvislosti a přesně nevím - co na co má navazovat - viz obsah, toto téma je hned na začátku (a u vás v seznamu otázek také hned na úvod).

Jinak ten postup, co jsme zatím naznačili (jen se změnou výchozího předpokladu), Tobě do celkové látky zapadá?

Offline

 

#11 15. 08. 2015 19:19

inter
Příspěvky: 123
Reputace:   
 

Re: Objem platonových těles - pomocí detemrninantu

↑ jelena:no jelikož otázka celá zní: řešení rovnic a objem.. atd... tak si myslím že souvislost bude v determinantu - kterým lze vypočítat objem

Offline

 

#12 15. 08. 2015 20:41

jelena
Jelena
Místo: Opava
Příspěvky: 30020
Škola: MITHT (abs. 1986)
Pozice: plním požadavky ostatních
Reputace:   100 
 

Re: Objem platonových těles - pomocí detemrninantu

↑ inter:

to ano (a individuálně pro jednotlivá tělesa to nejspíš dovedeš odvodit, předpokládám, že tato konkrétní úloha již dořešena je), ale nevidím tuto otázku jako celek, bohužel. Přesunu do sekce Didaktiky.

Pro kolegy: otázka ke zkoušce ("Okruhy témat k závěrečným zkouškám rozšiřujícího studia Matematika - učitelství pro střední školy") Algebra:

Řešení soustav rovnic a výpočet objemů pravidelných (Platónových) těles pro známou vzdálenost vrcholů od těžiště.

My se díváme na materiál - kapitola 1.2 a 1.3 a nerozumíme, o co jde všeobecně (konkretně úlohu s čtyřstěnem popisuji v ↑ příspěvku 4:, jen výchozím předpokladem nebude strana $a$, ale vzdálenost vrcholu od těžiště $r$). Ale nevíme, zda tento způsob souhlasí s představou autorů dotazů a autorů materiálů. Děkuji.

Offline

 

#13 16. 08. 2015 08:09 — Editoval Honzc (16. 08. 2015 08:17)

Honzc
Příspěvky: 4641
Reputace:   248 
 

Re: Objem platonových těles - pomocí detemrninantu

↑ inter:
Výpočet přes determinant-trochu jinak
Předpoklady:
Pravidelný čtyřstěn umístíme do kss tak, že jeden vrchol bude v počátku, jedna stěna v rovině xy a jedna hrana leží na ose x.
Pak vrcholy mají souřadnice:
$(0,0,0),(a,0,0),(\frac{a}{2},\frac{\sqrt{3}}{2}a,0),(\frac{a}{2},\frac{\sqrt{3}}{6}a,\frac{\sqrt{6}}{3}a)$
Přejdeme-li k vyjádření souřadnic vrcholů přes r dostaneme: ($a=r\frac{2}{3}\sqrt{6}$)
$(0,0,0),(r\frac{2}{3}\sqrt{6},0,0),(r\frac{1}{3}\sqrt{6},r\sqrt{2},0),(r\frac{1}{3}\sqrt{6},r\frac{1}{3}\sqrt{2},r\frac{4}{3})$
Pro objem čtyřstnu platí vzorec:
$V=\frac{1}{6}\begin{Vmatrix}
x_{2}-x_{1} & y_{2}-y_{1} & z_{2}-z_{1}\\
x_{3}-x_{1} & y_{3}-y_{1} & z_{3}-z_{1}\\
 x_{4}-x_{1} & y_{4}-y_{1} & z_{4}-z_{1}
\end{Vmatrix}$
A po dosazení
$V=\frac{1}{6}\begin{Vmatrix}
r\frac{2}{3}\sqrt{6} & 0 & 0\\
r\frac{1}{3}\sqrt{6}& r\sqrt{2} & 0\\
 r\frac{1}{3}\sqrt{6} & r\frac{1}{3}\sqrt{2}& r\frac{4}{3}
\end{Vmatrix}=...=\frac{8\sqrt{3}}{27}r^{3}$

Pokud bychom chtěli přes a pak
$V=\frac{1}{6}a\frac{\sqrt{3}}{2}a\frac{\sqrt{6}}{3}a=\frac{\sqrt{2}}{12}a^{3}$

Offline

 

#14 16. 08. 2015 09:41

jelena
Jelena
Místo: Opava
Příspěvky: 30020
Škola: MITHT (abs. 1986)
Pozice: plním požadavky ostatních
Reputace:   100 
 

Re: Objem platonových těles - pomocí detemrninantu

↑ Honzc:

Zdravím a děkuji velice, s tímto postupem však problém není - hned na úvod kolegyně má odkaz na téma, kde již tento postup máš (uvažujeme teď i o různých variantách umístění vrcholů a o různém výchozím předpokladu - to také není problém). Pokud si vzpomeneš, tak již v předchozím tématu jsme se dívali na odkaz - a tomuto nerozumím(e) a ani nevím, zda to tak zkušební otázka vyžaduje.

Snad ještě okolo půjde Andrejka3, tuším, že má absolvován stejný (nebo blízký) obor a snad vnese jasno i do obsahu otázky. Nebo jestli se mezitím i Tobě se ten materiál nějak nerozjasnil?

Děkuji a zdravím (také bratra).

Offline

 

#15 25. 08. 2015 15:23

inter
Příspěvky: 123
Reputace:   
 

Re: Objem platonových těles - pomocí detemrninantu

↑ Honzc: asi mi to pořád nedává spát... pokud znám jenom r tak jak můžu začínat z a... neexistuje ještě jiný postup? u Honzy nerozumím, jak se došlo k těm vrcholům čtyřstěnu.

Offline

 

#16 25. 08. 2015 17:27

vanok
Příspěvky: 14611
Reputace:   742 
 

Re: Objem platonových těles - pomocí detemrninantu

Poznamka: tu http://mathematique.coursgratuits.net/f … uliers.php
najdes elentarny postup na vypocet objemov pravidelnych polyedrov.
Ak natrafim na metodu co vyuziva determinanty pridam taky odkaz.
( tu ide o fr text, ale sa to jednoducho cita)


Srdecne Vanok
The respect, the politeness are essential qualities...and also the willingness.
Do not judge the other one.
Ak odpovedam na nejaku otazku. MOJ PRINCIP NIE JE DAT ODPOVED ALE UKAZAT AKO SA K ODPOVEDI DOSTAT

Offline

 

#17 25. 08. 2015 17:33

inter
Příspěvky: 123
Reputace:   
 

Re: Objem platonových těles - pomocí detemrninantu

↑ vanok: děkuji, ale to zase není podle výchozího zadání: mám k dispozici pouze r - poloměr kulové plochy opsané.

Offline

 

#18 25. 08. 2015 18:26 — Editoval vanok (25. 08. 2015 18:27)

vanok
Příspěvky: 14611
Reputace:   742 
 

Re: Objem platonových těles - pomocí detemrninantu

Ano, ale dobre vies ze ak umiestnis tazisko, do pociatku, lahko najdes relaciu medzi stranou a vzdialesnostou tazisko - vrchol ( inac = polomer opisanej gule takeho telesa)


Srdecne Vanok
The respect, the politeness are essential qualities...and also the willingness.
Do not judge the other one.
Ak odpovedam na nejaku otazku. MOJ PRINCIP NIE JE DAT ODPOVED ALE UKAZAT AKO SA K ODPOVEDI DOSTAT

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson