2015 AMC 10A Problema 21

Intenta el Problema 21 del 2015 AMC 10A a continuación y luego compara tu respuesta con la solución preparada profesionalmente de LIVE by Po-Shen Loh. También puedes intentar el examen cronometrado completo, ver todas las soluciones del 2015 AMC 10A, o revisar la clave de respuestas.

Todos los problemas se usan con el permiso legal oficial de la Mathematical Association of America (MAA).

21.

El tetraedro ABCDABCD tiene AB=5,AB=5, AC=3,AC=3, BC=4,BC=4, BD=4,BD=4, AD=3,AD=3, y CD=1252.CD=\tfrac{12}5\sqrt2. ¿Cuál es el volumen del tetraedro?

Tetrahedron ABCDABCD has AB=5,AB=5, AC=3,AC=3, BC=4,BC=4, BD=4,BD=4, AD=3,AD=3, and CD=1252.CD=\tfrac{12}5\sqrt2. What is the volume of the tetrahedron?

323\sqrt2

252\sqrt5

245\dfrac{24}5

333\sqrt{3}

2452\dfrac{24}5\sqrt2

Respuesta: C
Conceptos:Geometría 3Dvolumentriángulo rectángulo
Nivel de dificultad: 2010
Solución:

Afirmamos que los planos de los triángulos ABCABC y ABDABD son perpendiculares entre sí.

Podemos demostrarlo trazando las alturas desde CC hacia ABAB y desde DD hacia en cada triángulo.

Como AC=ADAC = AD y BC=BD,BC = BD, los pies de estas alturas coinciden en el punto P.P.

Entonces Además, CD=CP2,CD = CP\sqrt{2}, lo que muestra que CPD\triangle CPD es un triángulo rectángulo isósceles. CPDP.CP\perp DP. CP=DP=345=125. CP = DP = \dfrac{3 \cdot 4}{5} = \dfrac{12}{5}.

El volumen del tetraedro es CPABCP\perp AB CPDPCP\perp DP CPCP ABDABD 13[ABD]CP=63125=245. \dfrac{1}{3}[ABD] \cdot CP = \dfrac{6}{3} \cdot \dfrac{12}{5} = \dfrac{24}{5}.

Por lo tanto, C es la respuesta correcta.

We claim that the planes ABCABC and ABDABD are perpendicular to each other.

We can show this by dropping the perpendiculars from CC and DD to ABAB.

Since AC=ADAC = AD and BC=BD,BC = BD, we have that the feet of these altitudes will coincide at point P.P.

Then we have that CP=DP=345=125. CP = DP = \dfrac{3 \cdot 4}{5} = \dfrac{12}{5}. We also have CD=CP2,CD = CP\sqrt{2}, so CPD\triangle CPD is an isosceles right triangle and CPDP.CP\perp DP.

Since CPABCP\perp AB and CPDPCP\perp DP, the segment CPCP is perpendicular to the plane ABDABD. Finally, the volume of the tetrahedron is 13[ABD]CP=63125=245. \dfrac{1}{3}[ABD] \cdot CP = \dfrac{6}{3} \cdot \dfrac{12}{5} = \dfrac{24}{5}.

Thus, C is the correct answer.

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