Задание 1. Сечение цилиндра
Дано:
- Радиус цилиндра: \( r = 5 \) см.
- Высота цилиндра: \( h = 6 \) см.
- Расстояние от оси до сечения: \( d = 4 \) см.
Найти: Площадь сечения \( S \).
Решение:
- Сечение, проведенное параллельно оси цилиндра, представляет собой прямоугольник.
- Одна сторона этого прямоугольника равна высоте цилиндра, то есть \( h = 6 \) см.
- Другая сторона прямоугольника (ширина сечения) находится с помощью теоремы Пифагора. Рассмотрим прямоугольный треугольник, образованный радиусом цилиндра, расстоянием от оси до сечения и половиной ширины сечения. Пусть ширина сечения равна \( w \). Тогда: \[ \left(\frac{w}{2}\right)^2 + d^2 = r^2 \]
- Подставим значения: \[ \left(\frac{w}{2}\right)^2 + 4^2 = 5^2 \]
- \( \left(\frac{w}{2}\right)^2 + 16 = 25 \)
- \( \left(\frac{w}{2}\right)^2 = 25 - 16 = 9 \)
- \( \frac{w}{2} = \sqrt{9} = 3 \) см.
- \( w = 2 \cdot 3 = 6 \) см.
- Площадь сечения (прямоугольника) равна произведению его сторон: \[ S = h \cdot w \]
- \( S = 6 \text{ см} \cdot 6 \text{ см} = 36 \) см2.
Ответ: Площадь сечения равна 36 см2.
Задание 2. Сечение шара
Дано:
- Радиус шара: \( R = 17 \) см.
- Расстояние от центра шара до сечения: \( d = 15 \) см.
Найти: Площадь сечения \( S \).
Решение:
- Сечение шара плоскостью является кругом.
- Радиус этого круга \( r \) можно найти с помощью теоремы Пифагора, рассмотрев прямоугольный треугольник, образованный радиусом шара \( R \) (гипотенуза), расстоянием от центра до сечения \( d \) и радиусом сечения \( r \) (катеты).
- \( r^2 + d^2 = R^2 \)
- Подставим значения: \( r^2 + 15^2 = 17^2 \)
- \( r^2 + 225 = 289 \)
- \( r^2 = 289 - 225 = 64 \)
- \( r = \sqrt{64} = 8 \) см.
- Площадь сечения (круга) равна \( S = \pi r^2 \).
- \( S = \pi \cdot 8^2 = 64\pi \) см2.
Ответ: Площадь сечения равна 64\( \pi \) см2.
Задание 3. Конус
Дано:
- Радиус основания конуса: \( r = 3 \) м.
- Высота конуса: \( h = 4 \) м.
Найти: образующую \( l \) и площадь осевого сечения \( S_{ос.с.} \).
Решение:
- Находим образующую:
- Образующая конуса \( l \), высота \( h \) и радиус основания \( r \) образуют прямоугольный треугольник, где \( l \) — гипотенуза. По теореме Пифагора: \[ l^2 = r^2 + h^2 \]
- Подставим значения: \[ l^2 = 3^2 + 4^2 = 9 + 16 = 25 \]
- \( l = \sqrt{25} = 5 \) м.
- Находим площадь осевого сечения:
- Осевое сечение конуса — это равнобедренный треугольник с основанием \( 2r \) и высотой \( h \).
- Площадь осевого сечения равна: \[ S_{ос.с.} = \frac{1}{2} \cdot (2r) \cdot h = r \cdot h \]
- Подставим значения: \[ S_{ос.с.} = 3 \(\text{ м}\) \(\cdot\) 4 \(\text{ м}\) = 12 \) м2.
Ответ: Образующая равна 5 м, площадь осевого сечения равна 12 м2.