Difícil
Geometría del espacio
BECA18 · 2025

Ejercicio de Geometría — BECA18

Isabella desea construir un vivero. Se trata de una estructura compuesta por un cubo y una pirámide de base cuadrada. Esta estructura está formada por tubos de fierro grueso en cada arista del cubo y de la pirámide, y además se refuerzan con tubos en las diagonales de las 4 caras laterales del cubo, para luego ser revestida de malla.

Si la altura del cubo mide 2 m y las aristas de las caras laterales de la pirámide miden 5\sqrt{5} m, ¿cuántos metros de tubo de fierro se necesitan para formar la estructura?

Ver solución paso a paso

(Pista: conviene calcular por separado la longitud de tubo que se usa en las aristas del cubo, en las diagonales reforzadas y en las aristas laterales de la pirámide, y luego sumar los tres resultados.)

1. Como la altura del cubo mide 2 m y en un cubo todas las aristas son iguales, cada arista del cubo mide 2 m. Un cubo tiene 12 aristas, entonces el tubo usado en las aristas del cubo es:

12×2=24 m12 \times 2 = 24 \text{ m}

2. Cada diagonal de una cara cuadrada de lado 2 m mide, por el teorema de Pitágoras:

d=22+22=8=22 md = \sqrt{2^{2}+2^{2}} = \sqrt{8} = 2\sqrt{2} \text{ m}

La estructura refuerza las 4 caras laterales del cubo con una diagonal cada una, por lo que el tubo usado en diagonales es:

4×22=82 m4 \times 2\sqrt{2} = 8\sqrt{2} \text{ m}

3. La pirámide tiene 4 aristas laterales, cada una de 5\sqrt{5} m, por lo que el tubo usado en la pirámide es:

4×5=45 m4 \times \sqrt{5} = 4\sqrt{5} \text{ m}

4. Se suman los tres resultados para obtener el total de tubo de fierro necesario:

24+82+45 m24 + 8\sqrt{2} + 4\sqrt{5} \text{ m}

Por lo tanto, se necesitan (24+82+45)\left(24+8\sqrt{2}+4\sqrt{5}\right) m de tubo de fierro, lo que corresponde a la alternativa d.