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Una piramide regolare

Ricevo da Ettore: Una piramide regolare triangolare ha per facce laterali tre triangoli rettangoli le cui ipotenuse sono lunghe \(3\sqrt{2}\) cm. Un piano parallelo alla base taglia la piramide secondo una superficie di area \(\frac{9}{8}\sqrt{3}\) cm2. Calcola il volume della piramide data e della piramide che il piano predetto stacca da quella data.
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Ricevo da Ettore la seguente domanda:   Caro professore, un aiuto per il seguente esercizio (n.134, p.1062, Matematica.blu 2.0): Una piramide regolare triangolare ha per facce laterali tre triangoli rettangoli le cui ipotenuse sono lunghe \(3\sqrt{2}\) cm. Un piano parallelo alla base taglia la piramide secondo una superficie di area \(\frac{9}{8}\sqrt{3}\) cm2. Calcola il volume della piramide data e della piramide che il piano predetto stacca da quella data. Grazie.   Gli rispondo così:   Caro Ettore, con riferimento alla figura, osserviamo innanzitutto che gli spigoli \(AB\), \(BC\), \(AC\), che formano il triangolo equilatero di base, coincidono con le ipotenuse delle facce laterali, cioè misurano \(3\sqrt{2}\) cm, e quindi gli spigoli \(AD\), \(BD\) e \(CD\) misurano \(3\) cm. Poiché l’altezza di ciascuna delle facce laterali, ad esempio \(DM\), misura \(3\sqrt{2}/2\) cm, in quanto congruente alla metà dell’ipotenusa, mentre il raggio \(OM\) della circonferenza inscritta nella base è pari a \(1/3\) dell’altezza \(CM\) di \(ABC\), cioè \(OM=\frac{\sqrt{6}}{2}\) cm, applicando il teorema di Pitagora al triangolo rettangolo \(MOD\) si ricava l’altezza \(OD=\sqrt{3}\), da cui il volume della piramide \(ABCD\):\[{{V}_{ABCD}}=\frac{1}{3}{{S}_{ABC}}\cdot OD=\frac{1}{3}\cdot \frac{9\sqrt{3}}{2}\cdot \sqrt{3}=\frac{9}{2}\ c{{m}^{3}}\quad .\]Poiché, detto \(O_1\) il centro della base \(A_1B_1C_1\) della piramide staccata dal piano secante, sussiste la proporzione \({{S}_{{{A}_{1}}{{B}_{1}}{{C}_{1}}}}:{{S}_{ABC}}=D{{O}_{1}}^{2}:D{{O}^{2}}\), si ricava che \(D{{O}_{1}}=\frac{\sqrt{3}}{2}\) cm, per cui:\[{{V}_{{{A}_{1}}{{B}_{1}}{{C}_{1}}D}}=\frac{1}{3}{{S}_{{{A}_{1}}{{B}_{1}}{{C}_{1}}}}\cdot {{O}_{1}}D=\frac{1}{3}\cdot \frac{9\sqrt{3}}{8}\cdot \frac{\sqrt{3}}{2}=\frac{9}{16}\ c{{m}^{3}}\quad .\] Massimo Bergamini
figura957

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