Hemmes mathematische Rätsel: Wie groß ist das Volumen des großen Würfels?

Das heutige Rätsel stammt aus Daniel Grillers 2018 erschienenem Buch »Problem Solving in GCSE Mathematics«. Es wurde von mir allerdings noch in ein geometrisches Kleid gesteckt.
Drei unterschiedlich große Würfel liegen nebeneinander auf dem Tisch. Der mittelgroße hat nur 9/10 und der kleine nur 4/15 des Volumens des großen Würfels. Außerdem überragt der mittelgroße den kleinen um 2 Zentimeter. Wie groß ist das Volumen des großen Würfels?
Wenn das Volumen des großen Würfels x cm3 beträgt, gilt für den Kantenlängen der drei Würfel 3√(9/10 · x) = 3√(4/15 · x) + 2.
Man ist nun schnell geneigt, beide Seiten der Gleichung mit 3 zu potenzieren, doch dadurch verfängt man sich leicht in einem größer werdenden Netz aus Wurzeln. Einfacher ist es, zunächst die beiden Wurzeln gleich zu machen und dann zusammenzufassen.
Dazu erweitert man den Bruch unter der linken Wurzel mit 3 und den unter der rechten mit 2 und erhält 3√(27/30 · x) = 3√(8/30 · x) + 2. Aus den Zählern kann man die Wurzeln ziehen und bekommt dadurch 3 · 3√(x/30) = 2 · 3√(x/30) + 2, was sich zu 3√(x/30) = 2 zusammenfassen lässt.
Erst jetzt werden beide Seiten der Gleichung mit 3 potenziert und ergeben x/30 = 8 oder x = 240. Der große Würfel hat also ein Volumen von 240 cm3.
Hat Ihnen dieses Rätsel gefallen? Dann rätseln Sie doch einfach direkt weiter:
- Was ist die nächste Zahl in der Reihe?
- Wie groß ist x in diesen Dreiecken?
- Was ist die kleinste Zahl, die diesen Bedingungen gehorcht?
- Wie viele Dreiecke enthält diese Figur?
- Wie lang ist die Sehne des Kreises?
- Welche Zahl fehlt?
- Wie groß ist die Fläche des Halbkreises?
- Mit welcher Zahl muss die Reihe fortgesetzt werden?
- Wie viel deckt das Quadrat ab?
- Wie muss das Streichholz umgelegt werden?
- Wie viele Turmquadrate passen ins Schachbrett?
- Wie lang sind die Seiten des Quadrats?
Eine Übersicht über alle Matherätsel finden Sie unter https://www.spektrum.de/raetsel/. Viel Spaß beim Weiterknobeln!
Schreiben Sie uns!
Beitrag schreiben