Предмет:
Английский языкАвтор:
semajОтвет:Розглянемо кілька поширених задач на кулю вписану чи описану в геометричні фігури: циліндр, конус, піраміду, призму. Потрібно знайти радіус, геометричні розміри, площу або об'єм кулі.
Завдання підібрані зі збірника для ЗНО підготовки, тому наведені відповіді будуть в першу чергу корисні учням 10-11 класів, яких попереду чекають вступні тести.
Охопити всі можливі задачі, що мають відношення до заголовка статті неможливо, тому проведемо аналіз лише тих, що були в одному із тестових збірників.
Задача 40.18 У циліндр вписано кулю. Визначити об'єм кулі, якщо об'єм циліндра дорівнює V.
куля вписана в циліндр переріз кулі
Розв'язання: Об'єм кулі обчислюють за формулою:
, де Rк – радіус кулі.
Об'єм циліндра обчислюють за формулою:
де Sос=πR2 – площа основи циліндра (площа круга);
H – висота циліндра.
Куля вписана у циліндр, якщо куля дотикається до основ і бічної поверхні циліндра (за означенням).
Куля вписана у циліндр, якщо її великий круг є вписаним в осьовий переріз циліндра (за властивістю).
Очевидно, що осьовим перерізом циліндра може бути квадрат, оскільки круг не може бути вписаний в прямокутник (який не є квадратом).
Оскільки осьовим перерізом циліндра є квадрат ABCD, то висота циліндра H дорівнює її діаметру D, або подвійному радіусу 2Rц, тобто H=2Rц.
Отже, об'єм циліндра:
Оскільки великий круг кулі вписаний в осьовий переріз циліндра (квадрат ABCD), то за властивістю круга вписаного в квадрат:
діаметр круга KL дорівнює стороні квадрата AB, а значить подвійному радіусу циліндра:
Dк=2Rк=2Rц, звідси отримаємо Rк=Rц.
Об'єм кулі вписаної в циліндр:
отже Vк=2/3•V.
Відповідь: 2/3•V – А.
Задача 40.20 Знайти відношення площі поверхні кулі описаної навколо рівностороннього конуса, до площі поверхні кулі, вписаної в цей конус.
конус вписаний в кулю трикутник в колі
Розв'язання: Площі поверхонь кулі описаної навколо конуса S1 і вписаної в цей же конус S2 відносяться як квадрати їх відповідних радіусів R і r, тобто
Рівносторонній конус – це конус, у якого осьовий переріз є рівностороннім трикутником.
Куля вписана у конус:
якщо вона дотикається до основи і бічної поверхні конуса (за означенням);
якщо великий круг кулі вписаний в осьовий переріз конуса (за властивістю).
Куля описана навколо конуса:
якщо основа конуса співпадає з перерізом кулі, а вершина конуса належить кулі (за означенням);
якщо великий круг кулі описаний навколо осьового перерізу конуса (за властивістю).
Оскільки осьовий переріз конуса – рівносторонній ΔSAB, то достатньо знайти його радіуси описаного R і вписаного круга r.
Нехай сторона рівностороннього ΔSAB дорівнює l (дорівнює твірній конуса), тоді
– радіус описаного кола навколо рівностороннього трикутника ΔSAB;
– радіус вписаного кола у рівносторонній ΔSAB (дивись розділ 31).
Отже, – відношення площі поверхні кулі описаної навколо рівностороннього конуса, до площі поверхні кулі, вписаної в цей конус.
Відповідь: 4 – В.
Задача 40.26 Кулю радіуса r вписали в конус висотою H і радіусом основи R.
Установити відповідність між висотою H і радіусом основи R конуса (1–4) та радіусом r кулі (А – Д).
куля вписана в конус
Розв'язання: Куля вписана у конус:
1) якщо вона дотикається до основи та бічної поверхні конуса (за означенням);
2) якщо великий круг кулі вписаний в осьовий переріз конуса (за властивістю).
Оскільки осьовий переріз конуса з центром основи O1 – рівнобедрений ΔSAB (дивись абзац І задачі 39.1), то висота конуса H є висотою ΔSAB, проведеного до основи AB=2R, а радіус кулі r є радіусом вписаного круга в рівнобедрений ΔSAB.
Бічні сторони SA=SB рівнобедреного ΔSAB знайдемо за допомогою теореми Піфагора у прямокутному SAO1 (∠SO1A=90), де AO1=R і SO1=H – катети, SA – гіпотенуза.
Отже, маємо
Радіус вписаного круга, в рівнобедрений трикутник ΔSAB знайдемо за формулою:
де – площа рівнобедреного ΔSAB;
– півпериметр рівнобедреного трикутника ΔSAB.
Отже, радіус кулі r обчислимо за формулою:
Обчислимо радіус вписаної кулі в конус для кожного випадку:
Автор:
babe1swcДобавить свой ответ
Предмет:
МатематикаАвтор:
star5Ответов:
Смотреть