Ricevo da Elisa la seguente domanda:Professore,la prego mi aiuti a risolvere questi problemi:1) In un triangolo rettangolo \(ABC\) rettangolo in \(B\) il cateto \(B\) è lungo \(4\:cm\). Determina l’ampiezza dell’angolo di vertice \(A\) in modo che il volume del solido che si ottiene facendo ruotare il triangolo di una rotazione completa attorno ad una retta parallela al lato \(BC\) e a distanza \(3\:cm\) da esso sia uguale a \(\frac{208\left( 2-\sqrt{3} \right)}{3}\pi \ c{{m}^{3}}\). 2) Il volume di un parallelepipedo a base quadrata è \(3456\;cm^3\) e di esso si sa che l’altezza è doppia dello spigolo di base. Un piano inclinato di \(30^\circ\) rispetto al piano di base in modo che il poligono sezione sia un rettangolo lo divide in due solidi i cui volumi sono in rapporto \(\left( 4+\sqrt{3} \right)/\left( 8+\sqrt{3} \right)\). Calcola le superfici totali dei due solidi che si ottengono.Grazie.Le rispondo così:Cara Elisa,nel primo caso, con riferimento alla figura, osserviamo che, detto \(\alpha\) l’angolo nel vertice \(A\), si ha \(BC=4\tan\alpha\), e che il solido ottenuto dalla rotazione è un tronco di cono di raggi \(AE=7\;cm\), \(CF=3\;cm\) e altezza \(4\tan\alpha\;cm\) privato del cilindro di raggio \(CF=3\;cm\) e altezza \(4\tan\alpha\;cm\), per cui si ha: \[\frac{4}{3}\pi \tan \alpha \left( 9+21+49-27 \right)=\frac{208}{3}\pi \left( 2-\sqrt{3} \right)\to \]\[\to \tan \alpha =2-\sqrt{3}\to \alpha =15{}^\circ \quad .\]Nel secondo caso, con riferimento alla figura, si ricava subito che, detto \(AB=L\) il lato della base, si deve avere \(2L^3=3456\), da cui \(L=12\;cm\) e \(AE=24\;cm\), per cui, detto \(V_1\) il volume del prisma \(ABCDJLMN\) e \(V_2=3456-V_1\) il volume del prisma complementare \(EFGHJLMN\), si ha pure: \[\frac{3456-{{V}_{1}}}{{{V}_{1}}}=\frac{8-\sqrt{3}}{4+\sqrt{3}}\to {{V}_{1}}=288\left( 4+\sqrt{3} \right)\quad .\] Poiché, posto \(BL=x\), si ha \({{V}_{1}}=144\left( x+4\sqrt{3} \right)\), ne consegue \(x=2\left( 4-\sqrt{3} \right)\,cm\), e da questa misura consegue la possibilità di ricavre le superfici \(S_1\) e \(S_2\) dei due solidi, sommando le aree delle varie facce: \[{{S}_{1}}=48\left( 11+2\sqrt{3} \right)\,c{{m}^{2}}\]\[{{S}_{2}}=48\left( 19-2\sqrt{3} \right)\,c{{m}^{2}}\quad .\]Massimo Bergamini