Естественные науки

Один из двух параллельных и одинаковых по размеру прямоугольников (стороны а и b) повернут относительно другого на 90о.

...Вот координаты их вершин: А1(-а/2; -b/2; 0), B1(-a/2; b/2; 0), C1(a/2; b/2; 0), D1(a/2; -b/2; 0) и A2(-b/2; -a/2; h), B2(-b/2; a/2; h), C2(b/2; a/2; h), D2(b/2; -a/2; h).Вершины прямоугольников А1 и А2, В1 и В2, С1 и С2, D1 и D2 соединены попарно друг с другом. Определить объём полученной пространственной фигуры (назовём её "псевдопараллелепипедом").
<Jazgul> <Zakirova>
<Jazgul> <Zakirova>
91 345
Пусть a > b.
(int (x(1 - x)/2)dx from 0 to 1) = 1/12
==>
V = h(ab + 4/12*((a - b)/2)^2) = h*(ab + (1/12)*(a - b)^2)

Если не ошибся, а то посчитал почти в уме, а расписывать подробно буду год...

Проверяем на пределельных случаях.
При a = b сходится; при b = 0, h = (√2/2)a не сходится, д. б. объем правильного тетраэдра с ребром a, а получилось в 2 раза меньше.
Где-то двойку потерял.

PS. Пока копировал сюда ответ, потерял его начало. Вот оно:
"Не очень понятно, как именно получили фигуру.
Предположу, что фигура является выпуклой оболочкой указанных точек, а то уж отвечать abh совсем скучно."
Екатерина Клинова
Екатерина Клинова
76 843
Лучший ответ
<Jazgul> <Zakirova> Для контроля: если стороны 5 и 2, а высота 1, объём должен получиться 11,5.
<Jazgul> <Zakirova> Начал дополнение.
<Jazgul> <Zakirova> Завершил дополнение.
Картинку бы... Сложно представить и лень рисовать.
<Jazgul> <Zakirova> Картина будет ещё сложнее. Представьте параллелепипед основанием а х b и высотой h. Нижнее основание закрепите намертво, а верхнее закрутите на 90о так, чтобы вертикальные рёбра сохранили прямолинейность, но стали уже наклонными... Подойдёт?
<Jazgul> <Zakirova> Начал дополнение.
<Jazgul> <Zakirova> Завершил дополнение.
Координаты введены неудобно. Переписываем (сразу под общую задачу):

A: (xo,yo,0), B:(xo,yo+b,0), C:(xo+a,yo+b,0), D:(xi+a,yo,0)
A1: (xi,yi,0), B1:(xi,yi+d,0), C1:(xi+c,yi+d,0), D1: (xi+c,yi,0)

Прямые записываем привычным образом в параметрическом виде:

AА1: x=xo*(1-t)+xi*t, y=yo*(1-t)+yi*t, z=h*t
BB1: x=xo*(1-t)+xi*t, y=yo*(1-t)+yi*t+b*(1-t)+d*t, z=h*t
CC1: x=xo*(1-t)+xi*t+a*(1-t)+c*t, y=yo*(1-t)+yi*t+b*(1-t)+d*t, z=h*t
DD1: x=xo*(1-t)+xi*t+a*(1-t)+c*t, y=yo*(1-t)+yi*t, z=h*t

Видно, что на произвольном срезе z=h*t сечение -
прямоугольник со сторонами a*(1-t)+c*t и b*(1-t)+d*t

Интегрируем (кто не помнит, объём - это интеграл площади по высоте)

V=h*Integrate (a*(1-t)+c*t)(b*(1-t)+d*t)dt from 0 to 1=h/6*(a*(2b+d)+c*(b+2d))

V=h/6*(2ab+bc+ad+2cd) - может, кому так больше понравится.

Простой случай c=a, d=b даёт привычные hab

Первый случай с=b, d=a даёт h/6*(a²+4ab+b²)

Только и всего.

Кому сложно брать интегралы - там нет ничего сложного, вбиваешь в робота и списываешь ответ. Но плохо, когда кажущаяся сложность в интеграле отталкивает от простого метода решения.
.
Яна Габриелян
Яна Габриелян
12 614
<Jazgul> <Zakirova> Завершил дополнение.

Похожие вопросы