(ITA - 2005) Uma esfera de raio r é seccionada por n planos meridianos. Os volumes das respectivas cunhas esféricas contidas em uma semi-esfera formam uma progressão aritmética de razão πr³/45. Se o volume da menor cunha for igual a πr³/18, então n é igual a
Lista de comentários
Verified answer
De acordo com os dados do enunciado e feito a resolução concluímos que a esfera seccionada por 6 planos meridianos.
Progressão aritmética é uma sucessão de números reais em que cada termo é obtido do anterior somando um número real fixo a que se chama razão.
Exemplos:
[tex]\textstyle \sf \text {$ \sf \bullet \quad A =\{2,5,8,11,14\} $ }[/tex] é P. A finita de razão r = 3;
[tex]\textstyle \sf \text {$ \sf \bullet \quad B =\{ -5,0,5, 10,15, \dotsi\} $ }[/tex] é uma P.A infinita de razão r = 5.
Fórmula do termo Geral de uma P.A:
Observamos que:
[tex]\Large \displaystyle \text { $ \mathsf{ \begin{array}{rll} \sf a_1 & = \sf a_1 & = \sf a_1 + 0r \\ \sf a_2 &\sf = a_1 + r &\sf = a_1 + 1r \\ \sf a_3 &\sf = a_2 + r & \sf = a_1 + 2r \\ \sf a_4 & \sf = a_3 + r &\sf = a_1 + 3r \\ \sf \cdots & \sf = \cdots & \sf = \cdots \\ \sf a_n &\sf = a_{n-1}+r &\sf = a_1+(n-1)r \end{array} } $ }[/tex]
[tex]\Large \boxed{ \displaystyle \text { $ \mathsf{ a_n = a_1 + (n-1) \cdot r } $ } }[/tex]
Soma dos Termos de uma P.A finita:
[tex]\Large \boxed{ \displaystyle \text { $ \mathsf{S_n = \dfrac{(a_1+a_n) \cdot n}{2} } $ } }[/tex]
Dados fornecidos pelo enunciado:
[tex]\Large \displaystyle \text { $ \mathsf{ \begin{cases} \sf Semi-esfera = \dfrac{1}{2} \cdot V_{esfera} \\\\ \sf V_{volume} = \dfrac{4}{3} \: \pi\: r^{3} \\ \\ \sf r = \dfrac{\pi \: r^3 }{45 } \\\\ \sf a_1 = \dfrac{\pi \: r^3 }{18 } \\ \\\sf S_n = \dfrac{1}{2} \cdot \dfrac{4 \pi \: r^3}{3} = \dfrac{2 \pi \: r^{3} }{3} \\ \\ \sf n = \:? \end{cases} } $ }[/tex]
O plano meridiano, ele dividirá a esfera em duas calotas esféricas iguais. conforme for passando n planos, para 2n cunhas esféricas.
A soma dos volumes dessas n cunhas é igual a [tex]\textstyle \sf \text {$ \sf S_n $ }[/tex].
[tex]\Large \displaystyle \text { $ \mathsf{ S_n = \dfrac{(a_1+a_n) \cdot n}{2} = \dfrac{[a_1+ a_1+(n-1) \cdot r] \cdot n}{2} } $ }[/tex]
[tex]\Large \displaystyle \text { $ \mathsf{ \dfrac{2 \pi \:r^{3} }{3} = \dfrac{\left( \dfrac{\pi \: r^{3} }{18} + \dfrac{\pi \: r^{3} }{18} +(n-1) \cdot \dfrac{\pi \: r^{3} }{45} \right) \cdot n}{2} } $ }[/tex]
Simplificando, temos:
[tex]\Large \displaystyle \text { $ \mathsf{ \dfrac{2 }{3} = \dfrac{\left( \dfrac{1 }{18} + \dfrac{1 }{18} +(n-1) \cdot \dfrac{ 1 }{45} \right) \cdot n}{2} } $ }[/tex]
[tex]\Large \displaystyle \text { $ \mathsf{ \dfrac{2 }{3} = \dfrac{\left( \dfrac{2 }{18} - \dfrac{ 1 }{45} + \dfrac{ n }{45} \right) \cdot n}{2} } $ }[/tex]
[tex]\Large \displaystyle \text { $ \mathsf{ \dfrac{2 }{3} = \dfrac{\left( \dfrac{10}{90} - \dfrac{ 2 }{90} + \dfrac{2n }{90} \right) \cdot n}{2} } $ }[/tex]
[tex]\Large \displaystyle \text { $ \mathsf{ \dfrac{2 }{3} = \dfrac{\left( \dfrac{8}{90} + \dfrac{2n }{90} \right) \cdot n}{2} } $ }[/tex]
[tex]\Large \displaystyle \text { $ \mathsf{ \dfrac{24n}{90} + \dfrac{6n^2 }{90} = 4 } $ }[/tex]
[tex]\Large \displaystyle \text { $ \mathsf{ 6n^{2} +24n - 360 = 0 } $ }[/tex]
[tex]\Large \displaystyle \text { $ \mathsf{ n^{2} +4n - 60 = 0 } $ }[/tex]
Resolvendo a equação, temos:
[tex]\Large \displaystyle \text { $ \mathsf{ n =\begin{cases} \sf n_1 = -10 \to ~ n\tilde{a}o ~ serve \\\\ \sf n_2 = 6\end{cases} } $ }[/tex]
Concluímos que a esfera seccionada por 6 planos meridianos.
Mais conhecimento acesse:
https://brainly.com.br/tarefa/51759125
https://brainly.com.br/tarefa/51369779
https://brainly.com.br/tarefa/52294940