Hola me tope con esta demostración haciendo ejercicios, previa una prueba, por si me podrian ayudar pls:
Si A, B, C, D son vértices del tetraedro demostrar que el volumen es:
V =1/6 (B − A) · (C − A) × (D − A)
Saludos :)
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Answers & Comments
Hola
SI es volumen y es tetraedro
no hay otra posibilidad que R^3 ...
La fórmula es la sexta parte de la fórmula del producto mixto
de 3 vectores que parten
desde el origen elegido A
(se pueden hacer otras 3 elecciones del origen)
La idea es que el producto vectorial
(C − A) × (D − A)
es un vector normal al plano
determinado por (C - A) , (D - A)
y con módulo igual al área del paralelogramo
con lados consecutivos (C - A) , (D - A)
Si a este vector
(C − A) × (D − A)
lo multiplicamos escalarmente por (B - A)
obtenemos el módulo del vector
por la proyección de (B - A)
sobre el vector normal al plano
determinado por (C - A) , (D - A)
Esta proyección representa la altura
del paralelepípiedo
determinado por (B - A) , (C - A) , (D - A)
así que nos queda Base por Altura
Vol_paralelep = (B − A) * ((C − A) × (D − A))
Se demuestra geométricamente
que todo paralelepípedo
se puede dividir en 6 tetraedros equivalentes entre sí
así que nos queda la fórmula dada...
Vol_tetraedro = (1/6) (B − A) * ((C − A) × (D − A))
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Es muy fácil:
1. Recuerda que para obtener el volumen de una pirámide (tetraedro a fin de cuentas), debes multiplicar la base por la altura y dividirlo por tres.
2. Para obtener la base necesitaríamos, a su vez, multiplicar uno de sus lados por su altura y dividirlo entre dos. Uno de esos lados puede ser el segmento AB, por o que restaríamos B de A (B – A), tomando en cuenta que el segmento es la diferencia entre un punto y otro. Después necesitaríamos la altura correspondiente, para ello buscaremos la diferencia entre el otro punto de la base (C) y cualquiera de los dos que ya tenemos (A o B). Para que funcionara adecuadamente el planteamiento necesitaría tratarse de un triángulo rectángulo, así la altura sería (C – A). Multiplicaremos siguiendo la fórmula (A = b x h / 2) nuestra diferencia (B – A) · (C – A) y lo dividiremos entre 2 [(B – A) · (C – A)] / 2.
3. Según la fórmula del punto 1 (V = b x h / 3), necesitamos por último la altura del tetraedro, pues ya tenemos la base. Suponiendo que el segmento (arista) DA es vertical, podríamos decir que la altura es igual a la diferencia entre D y A (D – A).
4. Ya tenemos que { [ (B – A) · (C – A) / 2 ] · (D – A) } / 3 = V
4.1 Puede convertirse en {[B – A) · ( C - A) / 2] · (D - A)} 1/3 = V
4.2 Si le ponemos un denominador a (D – A) tendría que ser un 1 para no cambiar el resultado, entonces se vuelve en una simple multiplicación de fracciones: [(B – A) · (C – A) / 2] · [(D – A) / 1] · 1/3 = V
4.3 Recuerda que las fracciones se multiplican de manera lineal, es decir, numeradores con numeradores y denominadores con denominadores: (B – A) · (C – A) · (D – A) · 1 = V
2 1 3
4.4 Se resume en (B – A) · (C – A) · (D – A) · 1/6 = V
Voilà.
Es una explicación complicada y larga, pero espero haberte podido ayudar aunque sea un poco. ¡Saludos!