Saltar al contenido
MisLibrosTexto
Ad

Volumen de un solido compuesto: medio cilindro y prisma

📄 ejemplo matematica 🎓 bachillerato · 3° Secundaria México 🇲🇽 MX 🗣 Español
Página 141
141 de 339
Página 141 de Colección Nanahuatzin. Saberes y pensamiento científico.   Libro de Educación Secundaria Grado 3°  Ciclo Escolar 2025 - 2026
Anterior Página 141 / 339 Siguiente

Respuesta rápida

d \approx 10 \, \text{cm}

matematica ⭐⭐⭐ Dificultad 3/5 ⏱ 5 min lectura

Solución — Página 141

Colección Nanahuatzin. Saberes y pensamiento científico. Libro de Educación Secundaria Grado 3° Ciclo Escolar 2025 - 2026

1
Ejercicio 1

Un cofre se modela como un solido compuesto por medio cilindro y un prisma. La medida faltante d es el diametro del medio cilindro y un lado del prisma. El volumen total es 2548.3 \, \text{cm}^{3} y la altura es 16 \, \text{cm}. Halla d.

  1. Se plantea el volumen total como suma de las partes:

V = \frac{1}{2}V_c + V_p

  1. Volumen del cilindro completo (altura 16 \, \text{cm}, radio d/2):

V_c = \pi \left(\frac{d}{2}\right)^{2}(16) = 16\frac{\pi}{4}d^{2} = 4\pi d^{2} \approx 12.56d^{2}

  1. Volumen del prisma (base 12d, altura 16):

V_p = 12d \times 16 = 192d

  1. Sustitucion en el volumen total:

V = \frac{1}{2}(12.56d^{2}) + 192d = 6.28d^{2} + 192d

  1. Igualando al volumen dado:

2548.3 = 6.28d^{2} + 192d \rightarrow 6.28d^{2} + 192d - 2548.3 = 0

  1. Formula general con a=6.28, b=192, c=-2548.3:

d = \frac{-192 \pm \sqrt{(192)^{2} - 4(6.28)(-2548.3)}}{2(6.28)}

d = \frac{-192 \pm \sqrt{36864 + 64013.296}}{12.56} = \frac{-192 \pm \sqrt{100877.296}}{12.56}

d = \frac{-192 \pm 317.61}{12.56}

  1. Soluciones: d_1 = \frac{125.61}{12.56} \approx 10 y d_2 = \frac{-509.61}{12.56} \approx -40.57. Se toma el valor positivo.
Respuesta

d \approx 10 \, \text{cm}.

Contenido de la página

El cofre se puede ver como un solido geometrico que consta de medio cilindro y un prisma. La medida faltante corresponde a uno de los lados del prisma, que es a su vez el diametro del medio cilindro.

Se inicia con el planteamiento del volumen del solido como la suma de sus partes:

V = \frac{1}{2}V_c + V_p

En la expresion, V_c es el volumen del cilindro completo y V_p es el volumen del prisma.

Luego, se plantea el volumen del cilindro, teniendo en cuenta que su altura es 16 cm:

V_c = b_c \times a = \pi \left(\frac{d}{2}\right)^{2}(16) = 16\frac{\pi}{4}d^{2} = 12.56d^{2}

Despues, se plantea el volumen del prisma:

V_p = b_p \times h = 12d \times 16 = 192d

Se remplazan los resultados en la expresion del volumen del solido:

V = \frac{1}{2}V_c + V_p = \frac{1}{2}12.56d^{2} + 192d = 6.28d^{2} + 192d

Al remplazar el valor del volumen total se obtiene una ecuacion cuadratica:

2548.3 = 6.28d^{2} + 192d \rightarrow 6.28d^{2} + 192d - 2548.3 = 0

Para su solucion se aplica la formula general:

d = \frac{-192 \pm \sqrt{(192)^{2} - 4(6.28)(-2548.3)}}{2(6.28)}

d = \frac{-192 \pm \sqrt{100\ 877.296}}{12.56} \approx 10

Si se desarrolla la ecuacion, se obtienen dos resultados d_1 = 10 y d_2 = -40.57, si se toma el valor positivo de la incognita, la medida que falta del cofre es de aproximadamente 10 cm.

Ejemplos resueltos

Calcular la medida faltante d de un cofre con volumen 2548.3 \, \text{cm}^{3}, compuesto por medio cilindro y prisma, con altura 16 \, \text{cm} y base del prisma 12d.

Se plantea V = \frac{1}{2}V_c + V_p. Se calcula V_c = 12.56d^{2} y V_p = 192d. Sustituyendo: 2548.3 = 6.28d^{2} + 192d. Se resuelve la ecuacion cuadratica 6.28d^{2} + 192d - 2548.3 = 0 usando la formula general, obteniendo d \approx 10 \, \text{cm}.

Fórmulas y ecuaciones

V = \frac{1}{2}V_c + V_p

d = \frac{-b \pm \sqrt{b^{2}-4ac}}{2a}

V = \frac{1}{2}V_c + V_p

V_c = \pi \left(@@MATH_0@@\right)^{2}(16) = 12.56d^{2}

V_p = 12d \times 16 = 192d

2548.3 = 6.28d^{2} + 192d

d = \frac{-192 \pm \sqrt{(192)^{2} - 4(6.28)(-2548.3)}}{2(6.28)}

Glosario (4)

Volumen
Medida del espacio ocupado por un cuerpo.
Cilindro
Cuerpo geometrico limitado por una superficie cilindrica y dos bases circulares.
Prisma
Poliedro con dos caras paralelas e iguales llamadas bases y caras laterales planas.
Ecuacion cuadratica
Ecuacion polinomica de segundo grado de la forma $ax^{2}+bx+c=0$.

Temas y conceptos clave

Volumen de solidos compuestosEcuaciones cuadraticasVolumenCilindroPrismaEcuacion cuadraticaFormula general
¿Te fue útil esta página?

Preguntas que la gente también hace

Como calcular el volumen de un solido compuesto?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
Como resolver una ecuacion cuadratica por formula general?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
Que es el volumen de un prisma y un cilindro?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
📌 Antes de leer esto
  • • Volumen de cilindro y prisma
  • • Sustitucion algebraica
  • • Formula general para ecuaciones cuadraticas
Siguiente tema sugerido
Aplicaciones de ecuaciones cuadraticas en geometria
📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 1346 caracteres

El cofre se puede ver como un sólido geométrico que consta de medio cilindro y un prisma. La medida faltante corresponde a uno de los lados del prisma, que es a su vez el diámetro del medio cilindro.

Se inicia con el planteamiento del volumen del sólido como la suma de sus partes:

V=\frac{1}{2}V_c+V_p

En la expresión,V_{\mathfrak{c}} es el volumen del cilindro completo y V_{P} es el volumen del prisma.

Luego, se plantea el volumen del cilindro, teniendo en cuenta que su altura es 16 cm:

V_{c}=b_{c}\times a=\pi\left(\frac{d}{2}\right)^{2}(16)=16\frac{\pi}{4}d^{2}=12.56d^{2}

Después, se plantea el volumen del prisma:

V_{p}=b_{p}\times b=12d\times16=192d

Se remplazan los resultados en la expresión del volumen del sólido:

V=\frac{1}{2}V_{c}+V_{p}=\frac{1}{2}12.56d^{2}+192d=6.28d^{2}+192d

Al remplazar el valor del volumen total se obtiene una ecuación cuadrática:

2548.3=6.28d^{2}+192d\rightarrow6.28d^{2}+192d-2548.3=0

Para su solución se aplica la fórmula general:

d=\frac{-192\pm\sqrt{(192)^{2}-4(6.28)(-2548.3)}}{2(6.28)}

d=\frac{-192\pm\sqrt{100\ 877.296}}{12.56}\approx10

Si se desarrolla la ecuación, se obtienen dos resultados d_{1}=10\ y d_{2}=-40.57 , si se toma el valor positivo de la incógnita, la medida que falta del cofre es de aproximadamente 10 cm.

140

Ad

Otros libros recomendados

Ver todos →
Ad

Usamos cookies propias y de terceros para personalizar contenido, mostrar publicidad y analizar el tráfico. Las cookies necesarias siempre están activas.