parmenides51 έγραψε:
19. Για κάθε κορυφή ενός στερεού κύβου, θεωρούμε το τετράεδρο που ορίζεται από την κορυφή αυτή
και τα μέσα των τριών ακμών που συναντούνται στην κορυφή αυτή.
Το μέρος του κύβου που παραμένει μετά την αφαίρεση των οκτώ τετραέδρων που ορίζεται ως ανωτέρω λέγεται κυβοοκτάεδρο.
Το ποσοστό του όγκου του κύβου που καταλαμβάνει το κυβοοκτάεδρο προσεγγίζεται καλύτερα από το
a)

b)

c)

d)

e)

Λύση:
Ας δούμε πρώτα μέσα από το ακόλουθο σχήμα την κατασκευή του κυβοοκτάεδρου:

- Κυβοοκτάεδρο 3.PNG (77.36 KiB) Προβλήθηκε 1010 φορές
Από το σχήμα αυτό φαίνεται ότι ο ζητούμενος όγκος του νέου αυτού σχήματος είναι:

όπου

ο όγκος του κυβοοκταέδρου,

ο όγκος του δοθέντος κύβου και

ο όγκος του καθενός
από τα οκτώ ίσα τετράεδρα.
Έστω ότι η ακμή του κύβου είναι

. Τότε από το ακόλουθο σχήμα φαίνεται:

- Κυβοοκτάεδρο 7.PNG (48.5 KiB) Προβλήθηκε 1010 φορές

γιατί τα δύο αυτά στερεά είναι όμοια με λόγο ομοιότητας ίσο με

Όμως ο κύβος αποτελείται από έξι(6) τετράεδρα ισοδύναμα με το τρισορθογώνιο τετράεδρο

.
Αυτό φαίνεται από τα ακόλουθα σχήματα:

- Κυβοοκτάεδρο 5.PNG (130.5 KiB) Προβλήθηκε 1010 φορές

- Κυβοοκτάεδρο6.PNG (52.88 KiB) Προβλήθηκε 1010 φορές
Προσέχοντας τα σχήματα αυτά βλέπουμε τα τέσσερα τρισορθογώνια που απομακρύνθηκαν από το εσωτερικό του κύβου(πάνω και κάτω)
καθώς και άλλα δύο στο εσωτερικό του κύβου.
Στο δεύτερο από τα δύο αυτά σχήματα, το ένα από τα δύο αυτά τετράεδρα(το κίτρινο), μετασχηματίστηκε μετακινώντας την κορυφή του από τη θέση

στη θέση

δηλαδή παράλληλα προς την απέναντι έδρα του. Άρα ο όγκος του είναι ίσος με τον όγκο του τρισορθογωνίου τετραέδρου

. Άρα ο κύβος περιέχει έξι τέτοια τετράεδρα.
Αυτό το συμπέρασμα θα μπορούσαμε να το εξασφαλίσουμε κι απλούστερα χωρίς τα σχήματα αυτά.
Επειδή είναι:

Άρα ο κύβος ισούται με έξι τέτοια τετράεδρα.
Ύστερα από αυτά ο όγκος του κυβοοκτάεδρου γίνεται σύμφωνα με τις σχέσεις (1), (2) και (3):
Επομένως το ζητούμενο ποσοστό είναι:

δηλαδή ποσοστό ίσο με

το οποίο προσεγγίζεται καλύτερα από το

δηλαδή την περίπτωση (d).
Κώστας Δόρτσιος.
Υ.Γ. Ανάφερα και σχηματικά την απόδειξη κι ίσως να κούρασα. Στόχος ηταν να γίνει μια ανάλυση του κύβου σε έξι ισοδύναμα τετράεδρα.