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Wiki-Quellcode von Lösung Pyramide

Version 2.1 von Debora Kemm am 2026/10/20 13:50
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1 (%class="123"%)
2 1. Form der Grundfläche bestimmen
3 Vom Punkt A aus ergeben sich die Seitenvektoren:
4 {{formula}}
5 \overrightarrow{AB}=\begin{pmatrix}6\\2\\0\end{pmatrix},\qquad \overrightarrow{AD}=\begin{pmatrix}2\\4\\0\end{pmatrix} {{/formula}}
6 Da außerdem {{formula}}\overrightarrow{DC}=\overrightarrow{AB} {{/formula}} und {{formula}} \overrightarrow{BC}=\overrightarrow{AD}{{/formula}} gelten, ist die Grundfläche ein Parallelogramm.
7 1. Grundflächeninhalt berechnen
8 Der Flächeninhalt eines Parallelogramms ist der Betrag des Kreuzprodukts seiner Seitenvektoren:
9 {{formula}}
10 G=\left|\overrightarrow{AB}\times\overrightarrow{AD}\right|
11
12 \overrightarrow{AB}\times\overrightarrow{AD}=\begin{pmatrix}2\cdot0-0\cdot4\\0\cdot2-6\cdot0\\6\cdot4-2\cdot2\end{pmatrix}=\begin{pmatrix}0\\0\\20\end{pmatrix} {{/formula}}
13 Damit beträgt der Grundflächeninhalt:
14 {{formula}}
15 G=20\,\mathrm{m}^2 {{/formula}}
16 1. Höhe und Volumen bestimmen
17 Alle Eckpunkte der Grundfläche liegen in der Ebene z=0. Die Spitze S(3|3|5) hat zu dieser Ebene den senkrechten Abstand:
18 {{formula}}h=5\,\mathrm{m}{{/formula}}
19 Für das Volumen einer Pyramide gilt:
20 {{formula}}V=\frac{1}{3}Gh=\frac{1}{3}\cdot20\cdot5\,\mathrm{m}^3=\frac{100}{3}\,\mathrm{m}^3\approx33{,}33\,\mathrm{m}^3{{/formula}}
21 Der Pavillon enthält rund {{formula}}33{,}33\,\mathrm{m}^3 {{/formula}} Luft.
22 1. Aussage des Planungsteams überprüfen
23 Wird die Spitze senkrecht um einen Meter angehoben, liegt sie bei S'(3|3|6). Die Grundfläche bleibt unverändert, die neue Höhe beträgt {{formula}}h'=6\,\mathrm{m}{{/formula}}.
24 {{formula}}V'=\frac{1}{3}\cdot20\cdot6\,\mathrm{m}^3=40\,\mathrm{m}^3{{/formula}}
25 Die relative Volumenzunahme beträgt:
26 {{formula}}\frac{V'-V}{V}=\frac{40-\frac{100}{3}}{\frac{100}{3}}=\frac{1}{5}=20\,\%{{/formula}}
27 Die Aussage des Planungsteams stimmt: Bei unveränderter Grundfläche ist das Pyramidenvolumen proportional zur Höhe. Eine Erhöhung von fünf auf sechs Meter vergrößert daher auch das Volumen um zwanzig Prozent.