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Édition du: 08/03/2022

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Volume du tétraèdre

 

Exercice particulier, occasion de calculs sur le tétraèdre quelconque.

  

 

Sommaire de cette page

>>> Le tétraèdre à étudier

>>> Calcul de l'aire du triangle

>>> Volume du grand tétraèdre

>>> Volume du grand tétraèdre – Calcul matriciel

Débutants

Nombres

 

Glossaire

Nombres

 

 

Le tétraèdre à étudier

haut

 

Coordonnées des sommets

On connait le tétraèdre par les coordonnées dans l'espace de ses quatre sommets.

 

On demande de calculer son volume.

 

 

A (1, 0, 0)

B (0, 0, 0)

C (1, 1, 0)

D (1, 1, 1)

  

 

On partage le tétraèdre initial par un triangle AJK. les points j et k sont sur les arêtes du tétraèdre.

Calculer l'aire de ce triangle.

Calculer le volume du petit tétraèdre dégagé au sommet.

 

A (1, 0, 0)

J (1/2, 1/2, 1/2)

K (1/2, 1/2, 0)

 

 

Représentation

 

Dessin avec le logiciel GeoGebra 3D.

Système de coordonnées à trois axes et positionnement des points A, B, C, D, J et K.

Le tétraèdre est en bleu. Le triangle de partage est en marron.

  

 

 

Calcul de l'aire du triangle

haut

 

Longueur des côtés du triangle

 

 

  

 

Demi-périmètre

 

 

 

Formule de Héron

et tous calculs faits:

 

 

 

 

Volume du grand tétraèdre

haut

 

Calcul du volume

 

 

 

http://villemin.gerard.free.fr/GeomLAV/Tetraedr_fichiers/image129.gif

 

 

Grand tétraèdre

Petit tétraèdre

 

Côtés

 

 

a =  – Diagonale du carré

b = 1

c = 1

d =  – Diagonale du cube

e =

f = 1

 

a = 1/2

b =

c =

d = 1/2

e = 1

f =

 

Calculs

 

D = a² + b² – d² = 2 + 1 – 3 = 0

E = b² + c² – e² = 1 + 1 – 2 = 0

F = a² + c² –  f² =  2 + 1 – 1 = 2

 

D = 1/4 + 1/2 – 1/4 = 1

E = 1/2 + 1/2 – 1 = 0

F = 1/4 + 1/2 – 3/4  = 0

 

 

P = 4 a² b² c² = 8

Q = a² E² + b² F² + c² D²

     = 0 + 4 + 0 = 4

R = D E F = 0

 

Q = 1/4

P = 0 + 0 + 1/2

R = 0

La somme sous le radical doit être positive

 

 

 

 

Rapport

1

1/4

 

 

Volume du grand tétraèdre

Calcul matriciel

haut

 

 

 

Formule de Tartaglia

 

Matrice

 

 

0

3

2

1

1

3

0

1

2

1

2

1

0

1

1

1

2

1

0

1

1

1

1

1

0

 

 

Déterminant

Calcul réalisé avec le logiciel Maple

 

Le déterminant vaut 8.

 

 

 

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