Вопрос:

Найдите площадь боковой поверхности цилиндра, если $$S_{CC_1D_1D} = 2$$.

Смотреть решения всех заданий с листа

Ответ:

Решение:

  1. Рассмотрим прямоугольник $$CC_1D_1D$$. Из условия $$S_{CC_1D_1D} = CC_1 \cdot CD = 2$$.
  2. $$CC_1$$ - это высота цилиндра, обозначим её за $$h$$.
  3. $$CD$$ - это хорда основания, на которую опирается угол $$45^\circ$$. Этот угол является центральным углом, опирающимся на хорду $$CD$$.
  4. Выразим длину хорды $$CD$$ через радиус основания $$r$$.
    Рассмотрим равнобедренный треугольник $$COD$$, где $$CO = OD = r$$. Угол $$\angle COD = 45^\circ$$.
  5. Проведем высоту $$OH$$ в треугольнике $$COD$$. Она также является медианой и биссектрисой. Тогда $$\angle COH = \frac{45^\circ}{2} = 22.5^\circ$$.
  6. В прямоугольном треугольнике $$COH$$ имеем: $$CH = r \cdot \sin(22.5^\circ)$$.
  7. Тогда $$CD = 2 \cdot CH = 2r \cdot \sin(22.5^\circ)$$.
  8. Подставим выражение для $$CD$$ в уравнение для площади $$CC_1D_1D$$: $$h \cdot (2r \cdot \sin(22.5^\circ)) = 2$$.
  9. Выразим $$h$$: $$h = \frac{2}{2r \cdot \sin(22.5^\circ)} = \frac{1}{r \cdot \sin(22.5^\circ)}$$.
  10. Площадь боковой поверхности цилиндра вычисляется по формуле $$S_{бок} = 2\pi rh$$.
  11. Подставим выражение для $$h$$ в формулу площади боковой поверхности: $$S_{бок} = 2\pi r \cdot \frac{1}{r \cdot \sin(22.5^\circ)} = \frac{2\pi}{\sin(22.5^\circ)}$$.
  12. Теперь найдем значение $$\sin(22.5^\circ)$$. Используем формулу $$\sin(\frac{x}{2}) = \pm \sqrt{\frac{1 - \cos(x)}{2}}$$.
  13. $$\sin(22.5^\circ) = \sqrt{\frac{1 - \cos(45^\circ)}{2}} = \sqrt{\frac{1 - \frac{\sqrt{2}}{2}}{2}} = \sqrt{\frac{2 - \sqrt{2}}{4}} = \frac{\sqrt{2 - \sqrt{2}}}{2}$$.
  14. Подставим значение $$\sin(22.5^\circ)$$ в формулу площади боковой поверхности:
    $$S_{бок} = \frac{2\pi}{\frac{\sqrt{2 - \sqrt{2}}}{2}} = \frac{4\pi}{\sqrt{2 - \sqrt{2}}}$$.
  15. Чтобы избавиться от иррациональности в знаменателе, умножим числитель и знаменатель на $$\sqrt{2 + \sqrt{2}}$$:
    $$S_{бок} = \frac{4\pi \sqrt{2 + \sqrt{2}}}{\sqrt{(2 - \sqrt{2})(2 + \sqrt{2})}} = \frac{4\pi \sqrt{2 + \sqrt{2}}}{\sqrt{4 - 2}} = \frac{4\pi \sqrt{2 + \sqrt{2}}}{\sqrt{2}} = \frac{4\pi \sqrt{2 + \sqrt{2}} \cdot \sqrt{2}}{2} = 2\pi \sqrt{4 + 2\sqrt{2}}$$.
  16. $$S_{бок} = 2 \cdot 3.14 \cdot \sqrt{4 + 2 \cdot 1.41} = 6.28 \cdot \sqrt{6.82} = 6.28 \cdot 2.61 = 16.39$$.

Ответ: $$\frac{4\pi}{\sqrt{2 - \sqrt{2}}}$$ или $$2\pi \sqrt{4 + 2\sqrt{2}}$$ или приблизительно 16.39.

ГДЗ по фото 📸
Подать жалобу Правообладателю