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Una piramide retta, di volume \( 1097,6 \mathrm{~cm}^{3} \), ha per base un rombo. Le diagonali del rombo sono una i \( \frac{4}{3} \) dell'altra e la loro differenza e 7 cm . Calcola l'area totale della piramide.

Ask by Perkins Li. in Italy
Mar 11,2025

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Answer

L'area totale della piramide è \( 686 \, \mathrm{cm}^2 \).

Solution

Per risolvere il problema, seguiamo i seguenti passi: 1. **Identificare le informazioni note:** - Volume della piramide \( V = 1097,6 \, \mathrm{cm}^3 \) - Le diagonali del rombo sono in rapporto \( d_1 = \frac{4}{3} d_2 \) - La differenza tra le diagonali è \( d_1 - d_2 = 7 \, \mathrm{cm} \) 2. **Definire le diagonali:** - Sia \( d_2 \) la diagonale più corta. Allora, \( d_1 = \frac{4}{3} d_2 \). - Possiamo scrivere l'equazione per la differenza delle diagonali: \[ d_1 - d_2 = 7 \] Sostituendo \( d_1 \): \[ \frac{4}{3} d_2 - d_2 = 7 \] 3. **Risolviamo l'equazione per \( d_2 \):** \[ \frac{4}{3} d_2 - \frac{3}{3} d_2 = 7 \] \[ \frac{1}{3} d_2 = 7 \] \[ d_2 = 21 \, \mathrm{cm} \] Ora possiamo calcolare \( d_1 \): \[ d_1 = \frac{4}{3} \cdot 21 = 28 \, \mathrm{cm} \] 4. **Calcolare l'area della base (rombo):** L'area \( A \) di un rombo è data dalla formula: \[ A = \frac{1}{2} d_1 d_2 \] Sostituendo i valori di \( d_1 \) e \( d_2 \): \[ A = \frac{1}{2} \cdot 28 \cdot 21 \] 5. **Calcoliamo l'area:** \[ A = \frac{1}{2} \cdot 28 \cdot 21 = 294 \, \mathrm{cm}^2 \] 6. **Calcolare l'altezza della piramide:** Il volume di una piramide è dato dalla formula: \[ V = \frac{1}{3} A h \] Possiamo risolvere per \( h \): \[ h = \frac{3V}{A} \] Sostituendo i valori: \[ h = \frac{3 \cdot 1097,6}{294} \] 7. **Calcoliamo l'altezza:** \[ h = \frac{3292,8}{294} \approx 11,2 \, \mathrm{cm} \] 8. **Calcolare l'area totale della piramide:** L'area totale \( S \) di una piramide è data dalla somma dell'area della base e delle aree delle facce laterali. Le facce laterali sono triangoli. L'area totale è: \[ S = A + \text{Area delle facce laterali} \] L'area delle facce laterali può essere calcolata considerando che ogni faccia laterale è un triangolo con base uguale a un lato del rombo e altezza uguale all'altezza della piramide. I lati del rombo possono essere calcolati usando il teorema di Pitagora: \[ l = \sqrt{\left(\frac{d_1}{2}\right)^2 + \left(\frac{d_2}{2}\right)^2} \] Sostituendo i valori: \[ l = \sqrt{\left(\frac{28}{2}\right)^2 + \left(\frac{21}{2}\right)^2} = \sqrt{14^2 + 10.5^2} \] 9. **Calcoliamo il lato:** \[ l = \sqrt{196 + 110.25} = \sqrt{306.25} \approx 17.5 \, \mathrm{cm} \] 10. **Calcolare l'area delle facce laterali:** Ogni faccia laterale ha un'area di: \[ A_{triangolo} = \frac{1}{2} \cdot l \cdot h \] Ci sono 4 facce laterali, quindi: \[ A_{laterali} = 4 \cdot \frac{1}{2} \cdot l \cdot h = 2lh \] 11. **Calcoliamo l'area totale:** \[ S = A + 2lh \] 12. **Calcoliamo l'area totale:** \[ S = 294 + 2 \cdot 17.5 \cdot 11.2 \] 13. **Calcoliamo il risultato finale:** \[ S = 294 + 392 = 686 \, \mathrm{cm}^2 \] Quindi, l'area totale della piramide è \( 686 \, \mathrm{cm}^2 \).

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Per calcolare l'area totale della piramide, iniziamo a determinare le dimensioni della base, che è un rombo con diagonali \( d_1 \) e \( d_2 \). Sappiamo che una diagonale è \( \frac{4}{3} \) dell'altra, quindi possiamo esprimere: \[ d_1 = x \quad \text{e quindi} \quad d_2 = \frac{4}{3}x \] Inoltre, la loro differenza è 7 cm: \[ \frac{4}{3}x - x = 7 \implies \frac{1}{3}x = 7 \implies x = 21 \text{ cm} \] Quindi, abbiamo: \[ d_1 = 21 \text{ cm} \quad \text{e} \quad d_2 = \frac{4}{3} \times 21 = 28 \text{ cm} \] L'area del rombo è data da: \[ A = \frac{d_1 \cdot d_2}{2} = \frac{21 \cdot 28}{2} = 294 \text{ cm}^2 \] Ora, usando la formula del volume della piramide, \( V = \frac{A \cdot h}{3} \), da cui possiamo ricavare l'altezza \( h \): \[ 1097,6 = \frac{294 \cdot h}{3} \implies h = \frac{1097,6 \cdot 3}{294} \approx 11,2 \text{ cm} \] Ora calcoliamo l'area totale della piramide, composta dall'area della base e dalle aree delle facce laterali. Per questo calcoliamo il perimetro del rombo: \[ P = 2 \cdot (d_1 + d_2) = 2 \cdot (21 + 28) = 98 \text{ cm} \] Le facce laterali sono triangoli. Dobbiamo ora calcolare l'altezza di uno di questi triangoli, che si ottiene mettendo equidistante una diagonale (d'area 21 cm) e considerando che il lato del rombo forma un angolo retto con essa. L'altezza di un triangolo è quindi pari all'altezza della piramide \( h \). L'area di un triangolo è: \[ A_t = \frac{1}{2} \cdot base \cdot altezza \] Per ogni triangolo, la base è uguale a \( 21 \) cm (diagonale più corta) e l'altezza \( h \) è \( 11,2 \) cm. Ci sono 4 triangoli, quindi l'area laterale sarà: \[ A_l = 4 \cdot \left(\frac{1}{2} \cdot 21 \cdot 11,2\right) = 4 \cdot 117,6 = 470,4 \text{ cm}^2 \] Infine, l'area totale della piramide è: \[ A_{tot} = A + A_l = 294 + 470,4 = 764,4 \text{ cm}^2 \] L'area totale della piramide è quindi \( 764,4 \text{ cm}^2 \).

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