Mathematical and Physical Journal
for High Schools
Issued by the MATFUND Foundation
Already signed up?
New to KöMaL?

Problem B. 4028. (October 2007)

B. 4028. The radii of two spheres are 5 and 3 units, and the distance of the centres is 4 units. Calculate the volume of their intersection.

(3 pont)

Deadline expired on November 15, 2007.


Sorry, the solution is available only in Hungarian. Google translation

Megoldás: Legyen a két gömb középpontja A, illetve B. A két gömbfelület metszéspontja egy olyan körvonal, amelynek minden P pontja A-tól 5, B-től 3 egység távolságra van. Vagyis Pithagorasz tételének megfordítása értelmében az ABP háromszögben P-nél derékszög van, ezért a körvonal síkja, mely merőleges az AB egyenesre, azt B-ben metszi. Ez a sík a két gömb közös részét két részre vágja. A fentiek miatt az egyik rész egy 3 egység sugarú félgömb, a másik pedig az 5 egység sugarú gömbből levágott 5-4=1 egység magasságú gömbsüveg.

Mivel az R sugarú gömb térfogata 4R3\pi/3, a belőle levágott h magasságú gömbsüvegé pedig h2(3R-h)\pi/3, a keresett térfogat

V=\frac{2\cdot3^3\cdot\pi}{3}+\frac{1^2\cdot 14\cdot \pi}{3}
=\frac{68\pi}{3}.


Statistics:

242 students sent a solution.
3 points:130 students.
2 points:83 students.
1 point:22 students.
0 point:6 students.
Unfair, not evaluated:1 solutions.

Problems in Mathematics of KöMaL, October 2007