Tricampeão escreveu:Companheiro ElPatrio, é com prazer que anuncio que consegui resolver o problema que você propôs. Felizmente, meu cérebro não derreteu com o esforço de imaginar esses sólidos girando e se encaixando. Só não sei se ele vai durar até eu terminar esse post, porque explicar a solução sem poder desenhar vai ser foda. Eu devia ganhar mais uma bolinha azul só de tentar...
Primeiro, para os neófitos, sugiro que peçam emprestados ao sobrinho pentelho os dados de jogar RPG que os adolescentes, com sua criatividade e domínio da linguagem, chamam pelos pitorescos nomes de d4 e d8. São esses o tetraedro e o octaedro regulares.
As faces desses poliedros são triângulos equiláteros, o que já satisfaz uma das condições do problema: o encaixe de uma face de tetraedo com uma de octaedro é perfeito, contanto que tenham a mesma aresta a.
Para verificar a segunda condição, calculemos o ângulo diédrico resultante quando unirmos as citadas faces. Ele será a soma dos ângulos diédricos dos dois poliedros.
Para calcular os ângulos, marcam-se os vértices de cada sólido em um sistema de coordenadas cartesiano, projetam-se as figuras no plano e calcula-se o ângulo dos triângulos resultantes. As coordenadas para o tetraedro são (1, 1, 1), (-1, -1, 1), (-1, 1, -1) e (1, -1, -1); para o octaedro, (1, 0, 0), (-1, 0, 0), (0, 1, 0), (0, -1, 0), (0, 0, 1) e (0, 0, -1).
Para o tetraedro, esse ângulo é arccos (1/3), ou seja, cerca de 71 graus; para o octaedro, ele é arccos (-1/3), cerca de 109 graus. O ângulo resultante será de 71 + 109 = 180 graus, ou seja, a união de uma face de uma figura com a da outra fará com que as faces adjacentes fiquem no mesmo plano, os triângulos originais formando um losango de ângulos 60 e 120 graus.
Quando o incrível Japa encaixa um tetraedro de cada lado oposto de um octaedro, portanto, obtém um sólido com seis faces losangulares, paralelas duas a duas, e ângulos diédricos de 71 e 109 graus. Isso garante o encaixe perfeito com outros seis sólidos idênticos, um de cada lado, de modo a obter outro maior, com a mesma forma e maior tamanho. Assim, basta que o delegado forneça ao japinha um número suficiente de bloquinhos, na proporção correta de dois tetraedros para cada octaedro, para o nefando lupanar ser lacrado para sempre.
Perfeito! Brilhante! Sensacional!
O cara é fera! O cara é foda! Esses caras são foda. São profissionais...
O Tricampeão além de resolver o desafio de forma correta utilizou-se de sua imaginação para suplir a falta de do desenho por meio dos pontos no plano cartesiano representando os vértices dos sólidos no espaço. Esse recurso que força o leitor a imaginar as figuras e sua localização no espaço mostra que o termo "pensamento cartesiano", normalmente associado a conclusões e idéias limitadas, além de pejorativo e preconceituoso nada tem a ver com limitado.
BOm..feito esses comentários toscos e inúteis parabenizo mais uma vez ao tricampeão e deixo aqui a solução dada ao problema pela Revista do Professor de Matemática número 57, de onde tirei o problema (claro, sem japa do topete e nem privês lacrados), que é análoga a solução do Tricampeão:
(a revista utiliza-se do desenho oq dificultará o entendimento do que se segue)
Na figura temos o tetraedro PABC que será colado na face ABC do octraedro. M é o ponto médio de BC. Logo, PM = AM = MD = a(raiz)de3/2
Como ABDE é um quadrado, AD = a (raiz) de 2. Aplicando a lei dos cossenos nos triângulos PMA e AMD, teremos cos(alfa) = 1/3 e cos(beta) = -1/3
Como alfa menor que 90 graus e 90 graus menor que Beta que é menor que 180 graus, podemos concluir que alfa e beta são suplementares.
Logo, as faces PBC (de tetraedro) e BCD (do octaedro) são coplanares,(como o tricampeão disse:a união de uma face de uma figura com a da outra fará com que as faces adjacentes fiquem no mesmo plano) o mesmo ocorrendo com PAB e ABF e com PAC e ACE. Pela mesma razão ocorrerá o mesmo com as faces do tetraedro colado da face oposta à ABC.
Assim, temos um paralelepípedo, já que se trata de um poliedro constituído de seis faces, sendo tais faces losangos (portanto, paralelogramos) congruentes, duas a duas opostas paralelas.