2023 AIME I 第 13 题
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13.
两个不全等的平行六面体,每个面都是菱形,且菱形两条对角线的长度为 和 。 这两个多面体中较大体积与较小体积之比为 ,其中 和 是互质的正整数。求 。平行六面体是一个有六个平行四边形面的立体,如下图所示。
Each face of two noncongruent parallelepipeds is a rhombus whose diagonals have lengths and The ratio of the volume of the larger of the two polyhedra to the volume of the smaller is where and are relatively prime positive integers. Find A parallelepiped is a solid with six parallelogram faces such as the one shown below.
答案:125
解答:
对角线为 与 的菱形边长为 ,所以三个棱向量 、、 的长度平方都为 。在由 和 张成的面中,对角线为 ,且 ;与 对应,可得 ,另外两对向量同理。
体积平方是 Gram 行列式 其中 。把一个棱向量取相反数会翻转 x,y,z 中两个的符号,所以只有 的符号重要:,从而 或 。 ,
体积比为 ,已经是最简形式, 所以 。
A rhombus with diagonals and has side so the three edge vectors all have squared length In the face spanned by and the diagonals are with matching gives and likewise for the other two pairs.
The squared volume is the Gram determinant with Negating an edge vector flips the signs of two of so only the sign of matters: giving or
The ratio of the volumes is already in lowest terms, so
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