2016 AMC 12B Problema 23

Intenta el Problema 23 del 2016 AMC 12B 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 2016 AMC 12B, o revisar la clave de respuestas.

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

23.

¿Cuál es el volumen de la región del espacio tridimensional definida por las desigualdades ∣x∣+∣y∣+∣z∣≤1|x|+|y|+|z|\le1 y ∣x∣+∣y∣+∣z−1∣≤1|x|+|y|+|z-1|\le1?
What is the volume of the region in three-dimensional space defined by the inequalities ∣x∣+∣y∣+∣z∣≤1|x|+|y|+|z|\le1 and ∣x∣+∣y∣+∣z−1∣≤1?|x|+|y|+|z-1|\le1?
16\dfrac16
13\dfrac13
12\dfrac12
23\dfrac23
11
Respuesta: A
Conceptos:Geometría 3Dvolumenescalamiento de potencias de longitud, área y volumen
Pista pequeña:
El conjunto ∣x∣+∣y∣+∣z∣≤1|x|+|y|+|z|\le1 es un octaedro regular con diagonales de longitud 22 y volumen 43\tfrac43.
The set ∣x∣+∣y∣+∣z∣≤1|x|+|y|+|z|\le1 is a regular octahedron with diagonals of length 22 and volume 43\tfrac43
Pista grande:
La segunda desigualdad es ese octaedro trasladado hacia arriba en 1;1; su intersección es un octaedro semejante con la mitad del tamaño lineal.
The second inequality is that octahedron translated up by 1;1; their overlap is a similar octahedron with half the linear size
Solución:
La región ∣x∣+∣y∣+∣z∣≤1|x|+|y|+|z|\le1 es un octaedro regular con vértices en (±1,0,0),(0,±1,0),(0,0,±1),(\pm1,0,0),(0,\pm1,0),(0,0,\pm1), cuyo volumen es 2⋅13⋅(2)2⋅1=43.2\cdot\tfrac13\cdot(\sqrt2)^2\cdot1=\tfrac43. La segunda región es el mismo octaedro desplazado hacia arriba en 1.1. Su intersección está limitada por otro octaedro regular con diagonales de longitud 1,1, la mitad de las dimensiones lineales del primero, así que su volumen es (12)3⋅43=16.\left(\tfrac12\right)^3\cdot\tfrac43=\tfrac16.
Por lo tanto, la respuesta correcta es A.
The region ∣x∣+∣y∣+∣z∣≤1|x|+|y|+|z|\le1 is a regular octahedron with vertices at (±1,0,0),(0,±1,0),(0,0,±1),(\pm1,0,0),(0,\pm1,0),(0,0,\pm1), whose volume is 2⋅13⋅(2)2⋅1=43.2\cdot\tfrac13\cdot(\sqrt2)^2\cdot1=\tfrac43. The second region is the same octahedron shifted up by 1.1. Their intersection is bounded by another regular octahedron with diagonals of length 1,1, half the linear dimensions of the first, so its volume is (12)3⋅43=16.\left(\tfrac12\right)^3\cdot\tfrac43=\tfrac16.
Thus, the correct answer is A.
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