© h.hofstede (h.hofstede@hogeland.nl)

       
1.

       
  Linkerfiguur
Over hoogteverschil 3 wordt de diameter ook 3 minder.
Als de diameter nul moet worden is dat 8 minder, dus zal de oorspronkelijke hoogte ook 8 zijn geweest.
Hele kegel:  1/3π • 42 • 8 = 422/3π
Bovenste deel:  1/3π • 2,52 • 5 = 125/12π
Afgeknotte kegel:  422/3π -  125/12π = 321/4π
       
  Rechterfiguur:
Over hoogteverschil 8 wordt de zijde 6 minder.
 
Δh 8 ??
Δz 6 8
  ?? = 102/3
Hele piramide:  1/3 • 82 • 102/3 = 2275/9
Bovenste deel: 1/3 • 22 • 22/3 = 35/9
Afgeknotte piramide:  224
       
2. Een regelmatige zeshoek met zijden 6 bestaat uit zes gelijkzijdige driehoeken met zijden 6. Voor de hoogte h daarvan geldt:  h2 + 32 = 62
h2 = 27
h = 27
De oppervlakte van zo'n driehoek is dan  1/2 • 6 • 27 = 327
De oppervlakte van de zeshoek is dan 1827

       
  Over hoogteverschil 10 neemt de zijde 4 af, dus als de zijde 6 moet afnemen hoort dat bij hoogteverschil 15.

De inhoud van de oorspronkelijke piramide was 1/3 • 327 • 15 = 1527

De oorspronkelijke hoogte was 15, en de hoogte van het afgesneden deel is 5, dus dat is verkleiningsfactor 1/3.
De inhoud van het afgesneden deel is dan (1/3)3 = 1/27 deel van de oorspronkelijke piramide, dus het overgebleven afgeknotte deel is 26/27 deel.
De inhoud is dan 26/27 • 1527 = 144/927  = 75,06

       
3. uit gelijkvormigheid volgt  10/(25 + h) = 7/h
7(25 + h) = 10h
175 + 7h = 10h
3h = 175
h
= 581/3 dus de totale hoogte was 831/3  cm

Inhoud hele kegel:  1/3π • 102 • 831/3 = 8726,65
Inhoud onderste kegel:  1/3π • 72 • 581/3 = 2993,24
Inhoud van de emmer is    8726,65 - 2993,24 = 5733,41 cm3
Dat is  5,7 liter. 
       
4. De hele piramide heeft inhoud  1/3 • 122 • (4 + 3 + 2 + 6) = 720 cm3

Het bovenste deel heeft hoogte 6 dus verkleiningsfactor  6/15
De inhoud is dan  (6/15)3 • 720 =  46,08

De bovenste twee delen hebben samen hoogte 8, dus verkleiningsfactor  8/15
De inhoud is dan  (8/15)3 • 720 = 109,23
Dan heeft het tweede deel inhoud  109,23 - 46,08 = 63,15

De bovenste drie delen hebben samen hoogte 11, dus verkleiningsfactor  11/15
De inhoud is dan  (11/15)3 • 720 = 283,95
Dan heeft het derde deel inhoud  283,95 - 109,23 = 174,72

Dan heeft het vierde deel inhoud  720 - 283,95 = 436,05
       
5.

       
  Het bovenvlak heeft omtrek  1/4 • 2 • π • 4 = 2π  (rood)
De straal is dan  1

Het ondervlak heeft omtrek  1/4 • 2 • π • 10 = 5π  (groen)
De straal is dan  2,5

Dan is x = 1,5
h2 + 1,52 = 62  geeft  h = 33,75 = 5,81
over hoogteverschil 5,81 neemt de straal 1,5 af
 
Δh 5,81 ??
Δr 1,5 2,5
 
  ?? = 9,68  dus de oorspronkelijke hele kegel had hoogte 9,68

Inhoud hele kegel:  1/3π • 2,52 • 9,68 = 63,37
Inhoud bovenste deel:   1/3π •  12  • 3,87 = 4,06
Inhoud afgeknotte kegel is  63,37 - 4,06 = 59,3
       
6. R/(h + x) = r/x
Rx = r(h + x)
Rx = rh + rx
Rx - rx = rh
x
(R - r) = rh
x
= rh/(R - r)

Hele kegel:  1/3π • R2 • (x + h)
onderste deel:  1/3πr2x
Afgeknotte kegel:   1/3πR2 (x + h) - 1/3πr2x = 1/3π(R2x + R2h - r2x)
Vul nu voor x de waarde hierboven in:

 
  Dan zou die laatste breuk gelijk moeten zijn aan  R2 + Rr + r2
En dat klopt, want  (R - r)(R2 + Rr + r2 ) = R3 - r3  . Ga dat maar na door de haakjes weg te werken!
       
7. Noem de hoogte van het toetje h
De straal is 2 afgenomen over hoogteverschil h
Dan had de oorspronkelijke kegel hoogte 4h
Inhoud oorspronkelijk kegel:  1/3π • 82 • 4h = 851/3hπ
Deel dat eraf is gehaald heeft inhoud  1/3π • 623h  = 36hπ
Afgeknotte deel heeft dan inhoud  851/3πh - 36hπ = 491/3hπ = 850
154,99h = 850
h = 5,5 cm  
       
8. a. 18/7,2 = 2,5  en  15/6 = 2,5   en die zijn dus gelijk.
Dat betekent dat ondervlak en bovenvlak gelijkvormig zijn, dus dat de lengte en breedte evenveel (relatief) zijn afgenomen.
De opstaande ribben zullen elkaar daarom in één punt ontmoeten, dus is het een piramide.
       
  b. De lengte gaat van 18 naar 15, dus neemt 3 af over een hoogte van 4 cm.
De hoogte van de oorspronkelijke piramide zal dan 6 • 4 = 24 cm zijn

inhoud hele piramide:  1/3 • 18 • 7,2 • 24 = 1036,8
inhoud bovenste deel  1/3 • 15 • 6 • 20 = 600
De goudstaaf heeft inhoud  1036,8 - 600 = 436,8 cm3
Hij weegt  436,8 • 19,3 = 8430,24 gram en dat is  ongeveer 8,4 kg.
       

© h.hofstede (h.hofstede@hogeland.nl)