В усеченный конус можно вписать шар тогда и только тогда, когда образующая равна сумме радиусов оснований l=R+r, радиус шара Rш=H/2. Площадь боковой поверхности ус.конуса Sбок=πl(R+r)=πl² 10π=πl² l=√10 - это образующая Площадь полной поверхности ус.конуса Sполн=Sбок+πR²+πr² 18π=10π+π(R²+r²) R²+r²=8 Получается система уравнений: R+r=√10 R²+r²=8 R=√10-r (√10-r)²+r²=8 10-2√10r+r²+r²=8 r²-√10r+1=0 D=10-4=6 r=(√10-√6)/2 R=(√10+√6)/2 Теперь можно найти высоту усеченного конуса Н по т.Пифагора из прямоугольного треугольника, у которого гипотенуза l, 1 катет Н и 2 катет R-r=(√10+√6)/2-(√10-√6)/2=√6. Н²=l²-(R-r)²=√10²-√6²=4 H=2 Площадь поверхности шара Sш=4πRш²=4πН²/4=πН²=4π Разница Sполн-Sш=18π-4π=14π
НАЙТИ: S пол. пов. пирамиды ______________________________
РЕШЕНИЕ:
1) Линейным углом двугранного угла называется угол, образованный лучами с вершиной на ребре, и при этом лучи лежат на гранях двугранного угла и перпендикулярны ребру.
В основании правильной треугольной пирамиды лежит правильный треугольник, то есть ∆ АВС – равносторонний
В ∆ АВС опустим высоту АН на ВС В равностороннем треугольнике высота является и медианой, и биссектрисой → ВН = СН
отрезок SD ( высота пирамиды ) перпендикулярен плоскости основания ∆ АВС Если прямая перпендикулярна плоскости, то она перпендикулярна любой прямой, лежащей в этой плоскости → SD перпендикулярен АН АН перпендикулярен ВС Значит, SH перпендикулярен ВС по теореме о трёх перпендикулярах
Из этого следует, что угол SHА – линейный угол двугранного угла АВСS, то есть угол SHА = 45°
2) Рассмотрим ∆ SHD (угол SDH = 90°): Сумма острых углов в прямоугольном треугольнике всегда равна 90° угол HSD = 90° - 45° = 45°
Значит, ∆ SHD – прямоугольный и равнобедренный , SD = DH = h
По теореме Пифагора: SH² = SD² + DH² SH² = h² + h² = 2h² SH = h√2
Как было сказано выше, высота, проведённая в равностороннем треугольнике, является и медианой, и биссектрисой Медианы любого треугольника пересекаются в одной точке и точкой пересечения делятся в отношении 2 : 1 , считая от вершины Следовательно, AD : DH = 2 : 1 → AD = 2 × DH = 2h AH = AD + DH = 2h + h = 3h
Сторона равностороннего треугольника вычисляется по формуле:
где а - сторона равностороннего треугольника, h - высота
BC = ( 2√3 × AH ) / 3 = ( 2√3 × 3h ) / 3 = 2√3h
S пол. пов. пирамиды = S осн. + S бок. пов.
В правильной треугольной пирамиде все боковые грани равны друг другу →
S пол. пов. пирамиды = S abc + 3 × S bcs
Площадь равностороннего треугольника вычисляется по формуле:
Площадь боковой поверхности ус.конуса Sбок=πl(R+r)=πl²
10π=πl²
l=√10 - это образующая
Площадь полной поверхности ус.конуса Sполн=Sбок+πR²+πr²
18π=10π+π(R²+r²)
R²+r²=8
Получается система уравнений:
R+r=√10
R²+r²=8
R=√10-r
(√10-r)²+r²=8
10-2√10r+r²+r²=8
r²-√10r+1=0
D=10-4=6
r=(√10-√6)/2
R=(√10+√6)/2
Теперь можно найти высоту усеченного конуса Н по т.Пифагора из прямоугольного треугольника, у которого гипотенуза l, 1 катет Н и 2 катет
R-r=(√10+√6)/2-(√10-√6)/2=√6.
Н²=l²-(R-r)²=√10²-√6²=4
H=2
Площадь поверхности шара Sш=4πRш²=4πН²/4=πН²=4π
Разница Sполн-Sш=18π-4π=14π
НАЙТИ: S пол. пов. пирамиды
______________________________
РЕШЕНИЕ:
1) Линейным углом двугранного угла называется угол, образованный лучами с вершиной на ребре, и при этом лучи лежат на гранях двугранного угла и перпендикулярны ребру.
В основании правильной треугольной пирамиды лежит правильный треугольник, то есть ∆ АВС – равносторонний
В ∆ АВС опустим высоту АН на ВС
В равностороннем треугольнике высота является и медианой, и биссектрисой → ВН = СН
отрезок SD ( высота пирамиды ) перпендикулярен плоскости основания ∆ АВС
Если прямая перпендикулярна плоскости, то она перпендикулярна любой прямой, лежащей в этой плоскости →
SD перпендикулярен АН
АН перпендикулярен ВС
Значит, SH перпендикулярен ВС по теореме о трёх перпендикулярах
Из этого следует, что угол SHА – линейный угол двугранного угла АВСS, то есть угол SHА = 45°
2) Рассмотрим ∆ SHD (угол SDH = 90°):
Сумма острых углов в прямоугольном треугольнике всегда равна 90°
угол HSD = 90° - 45° = 45°
Значит, ∆ SHD – прямоугольный и равнобедренный , SD = DH = h
По теореме Пифагора:
SH² = SD² + DH²
SH² = h² + h² = 2h²
SH = h√2
Как было сказано выше, высота, проведённая в равностороннем треугольнике, является и медианой, и биссектрисой
Медианы любого треугольника пересекаются в одной точке и точкой пересечения делятся в отношении 2 : 1 , считая от вершины
Следовательно, AD : DH = 2 : 1 →
AD = 2 × DH = 2h
AH = AD + DH = 2h + h = 3h
Сторона равностороннего треугольника вычисляется по формуле:
где а - сторона равностороннего треугольника, h - высота
BC = ( 2√3 × AH ) / 3 = ( 2√3 × 3h ) / 3 = 2√3h
S пол. пов. пирамиды = S осн. + S бок. пов.
В правильной треугольной пирамиде все боковые грани равны друг другу →
S пол. пов. пирамиды = S abc + 3 × S bcs
Площадь равностороннего треугольника вычисляется по формуле:
где а - сторона равностороннего треугольника
S пол. пов. пирамиды =
ОТВЕТ: 3√3h² × ( 1 + √2 )