Найди площадь поверхности s многогранника,вершины которого являются центрами октаэдра с ребром  2 корень из 3

Смирнов Алексей Владимирович

Учитель математики высшей категории

Проверено учителем

Площадь поверхности Scap S искомого многогранника равна 16. Многогранник, вершинами которого являются центры граней правильного октаэдра, называется его дуальным многогранником. Для октаэдра таким телом является куб. 1. Определим связь между ребрами тел Пусть aa — ребро исходного октаэдра. Центры его 8 граней (равносторонних треугольников) образуют 8 вершин куба. Если поместить октаэдр в декартову систему координат с вершинами в точках (±L,0,0)open paren plus or minus cap L comma 0 comma 0 close paren, (0,±L,0)open paren 0 comma plus or minus cap L comma 0 close paren, (0,0,±L)open paren 0 comma 0 comma plus or minus cap L close paren, то длина его ребра вычисляется как: a=L2+L2=L2L=a2a equals the square root of cap L squared plus cap L squared end-root equals cap L the square root of 2 end-root ⟹ cap L equals the fraction with numerator a and denominator the square root of 2 end-root end-fraction Координаты центра одной из граней (например, образованной вершинами (L,0,0)open paren cap L comma 0 comma 0 close paren, (0,L,0)open paren 0 comma cap L comma 0 close paren и (0,0,L)open paren 0 comma 0 comma cap L close paren) находятся как среднее арифметическое координат ее вершин: C1=(L3,L3,L3)cap C sub 1 equals open paren the fraction with numerator cap L and denominator 3 end-fraction comma the fraction with numerator cap L and denominator 3 end-fraction comma the fraction with numerator cap L and denominator 3 end-fraction close paren Все 8 вершин куба будут иметь координаты (±L3,±L3,±L3)open paren plus or minus the fraction with numerator cap L and denominator 3 end-fraction comma plus or minus the fraction with numerator cap L and denominator 3 end-fraction comma plus or minus the fraction with numerator cap L and denominator 3 end-fraction close paren . Следовательно, длина ребра куба bb равна расстоянию между соседними вершинами (например, между теми, где меняется только один знак): b=2L3b equals the fraction with numerator 2 cap L and denominator 3 end-fraction Подставив L=a2cap L equals the fraction with numerator a and denominator the square root of 2 end-root end-fraction , получим формулу ребра куба через ребро октаэдра: b=2a32=a23b equals the fraction with numerator 2 a and denominator 3 the square root of 2 end-root end-fraction equals the fraction with numerator a the square root of 2 end-root and denominator 3 end-fraction 2. Вычислим длину ребра куба По условию задачи ребро октаэдра a=23a equals 2 the square root of 3 end-root . Подставим это значение в полученную формулу: b=2323=263b equals the fraction with numerator 2 the square root of 3 end-root center dot the square root of 2 end-root and denominator 3 end-fraction equals the fraction with numerator 2 the square root of 6 end-root and denominator 3 end-fraction 3. Найдём площадь поверхности Площадь поверхности куба Scap S вычисляется по формуле S=6b2cap S equals 6 b squared. Выполним расчет:

  1. Возведем ребро bb в квадрат:
    b2=(263)2=469=249=83b squared equals open paren the fraction with numerator 2 the square root of 6 end-root and denominator 3 end-fraction close paren squared equals the fraction with numerator 4 center dot 6 and denominator 9 end-fraction equals 24 over 9 end-fraction equals eight-thirds Умножим на количество граней:
    S=683=28=16cap S equals 6 center dot eight-thirds equals 2 center dot 8 equals 16

Ответ Площадь поверхности многогранника (куба), вершины которого являются центрами граней данного октаэдра, составляет 16 квадратных единиц. Хотите также рассчитать объем этого куба или рассмотреть случай, когда вершины куба являются центрами граней другого платонова тела?

Форма ответа

Ваш аватар