Hallo,
eines vorweg, das ist keine Hausübung, ich will nur meine Freizeit sinnvoll mit ein wenig Mathematik verbringen :-). Ich weiß, dass es einfachere Wege gibt, die Formel für das Volumen einer Pyramide mit quadratischer Grundfläche zu berechnen, aber darum geht es hier NICHT. Bis auf den Faktor sqrt(2) passt auch alles bei meinem ungewöhnlicher Ansatz:
Das Innere einer Pyramide lässt sich in Dreiecke zerlegen, deren Hypotenuse parallel zur Grundflächen-Diagonale verläuft. Das größte dieser Dreiecke ist natürlich auf der Diagonalen, die kleinsten in den Ecken der Grundfläche. Das Volumen der Pyramide setzt sich dann zusammen aus den Flächeninhalten der „unendlich dünnen“ Dreicksschichten.
V = 2 * Integral(0,a){(d(y)/2) * h(y) dy}
mit
V…Volumen
a… Länge der Grundfläche
y… Abstand zu einer Ecke der Grundfläche
d(y)… Diagonale Parallel zur Grundflächen-diagonale in Abhängigkeit von y
h(y)… Höhe des Dreiecks in Abhängigkeit von y
d(y) = sqrt(2y^2) wegen Pythagoras
h(y) unterstelle ich lineares Verhalten, mit den zwei gegebenen Punkten (0,0),(a,h) komme ich auf
h(y) = hy/a
daher
V = 2 * Integral(0,a){(sqrt(2y^2)/2) * (hy/a) dy}
Aus-multiplizieren, Konstanten herauszuziehen:
V = sqrt(2) * (h/a) * Integral(0,a){y^2 dy}
V = sqrt(2) * (h/a) * ((y^3)/3)|0,a
V = sqrt(2) * h * (a^2)/3
Wie gesagt, bis auf sqrt(2) stimmt die errechnete Formel mit der tatsächlichen Formel überein. Was mache ich falsch?