Question

Un artículo novedoso de helado consiste en un vaso con forma de tronco de cono circular recto de $4$ pulgadas de altura, con una base de $2$ pulgadas de diámetro abajo y una base de $4$ pulgadas de diámetro arriba, relleno macizo de helado, junto con un cono macizo de helado de $4$ pulgadas de altura, cuya base, abajo, es la base superior del tronco. ¿Cuál es el volumen total del helado, en pulgadas cúbicas?

An ice-cream novelty item consists of a cup in the shape of a $4$ -inch-tall frustum of a right circular cone, with a $2$ -inch-diameter base at the bottom and a $4$ -inch-diameter base at the top, packed solid with ice cream, together with a solid cone of ice cream of height $4$ inches, whose base, at the bottom, is the top base of the frustum. What is the total volume of the ice cream, in cubic inches?

$8\pi$

$\dfrac{28\pi}{3}$

$12\pi$

$14\pi$

$\dfrac{44\pi}{3}$

Solución:

Al prolongar los lados del tronco hasta un punto, los triángulos semejantes muestran que el tronco equivale a un cono de radio $2$ y altura $8$ menos un cono de radio $1$ y altura $4:$ $\begin{aligned} &\tfrac13 \pi (2^2)(8) \\ &\quad {}- \tfrac13 \pi (1^2)(4) \\ &\quad {}= \tfrac{32}{3}\pi - \tfrac{4}{3}\pi \\ &\quad {}= \tfrac{28}{3}\pi. \end{aligned}$ El cono superior de radio $2$ y altura $4$ añade $\tfrac13 \pi (2^2)(4) = \tfrac{16}{3}\pi.$ El total es $\tfrac{28}{3}\pi + \tfrac{16}{3}\pi = \tfrac{44}{3}\pi.$

Por lo tanto, la respuesta correcta es E.

Extending the frustum's sides to a point, similar triangles show the frustum equals a cone of radius $2$ and height $8$ minus a cone of radius $1$ and height $4:$ $\begin{aligned} &\tfrac13 \pi (2^2)(8) \\ &\quad {}- \tfrac13 \pi (1^2)(4) \\ &\quad {}= \tfrac{32}{3}\pi - \tfrac{4}{3}\pi \\ &\quad {}= \tfrac{28}{3}\pi. \end{aligned}$ The top cone of radius $2$ and height $4$ adds $\tfrac13 \pi (2^2)(4) = \tfrac{16}{3}\pi.$ The total is $\tfrac{28}{3}\pi + \tfrac{16}{3}\pi = \tfrac{44}{3}\pi.$

Thus, the correct answer is E.

2017 AMC 12B Problema 14

Solución:

El Problema 14 en otros años