Тела вращения ИТ
- Площадь круга радиуса $$r$$ находят по формуле:
$$S=\pi r^2$$. - Объем шара радиуса $$R$$ находят по формуле:
$$V=\frac{4}{3}\pi R^3$$.
- На рисунке 6: $$r$$ – радиус сечения, а $$R$$ – радиус шара.
Тогда: $$\pi r^{2}=8\pi$$, $$r^{2}=8$$, $$r=2\sqrt{2}$$.
- Так как $$\Delta AOB$$ – равнобедренный ($$\angle B=\angle O=45^{\circ}$$), то $$AB=AO=2\sqrt{2}$$.
- По теореме Пифагора найдем радиус шара: $$R=\sqrt{AO^{2}+AB^{2}}$$, $$R=\sqrt{8+8}=4$$.
- Найдем объем шара:
$$V=\frac{4}{3}\pi\cdot 4^3=\frac{256\pi}{3}$$.
Если осевое сечение цилиндра – квадрат со стороной $$6$$, то объем цилиндра равен:
- Сечение цилиндра, проходящее через его ось, называют осевым.
- Объем цилиндра:
$$V=S_{oc.}\cdot h$$, где $$S_{oc.}=\pi r^2$$.
- На рисунке 1 квадрат $$ABCD$$ – осевое сечение цилиндра. Тогда, $$h=6$$, а $$r=3$$.
Найдем объем цилиндра:
$$V=\pi r^2\cdot h$$, $$V=\pi \cdot9 \cdot6=54\pi$$.
Рис. 1
Цилиндром называют фигуру, полученную в результате вращения прямоугольника вокруг одной из его сторон, которую называют осью цилиндра.
Если в осевое сечение усеченного конуса, площадь боковой поверхности которого равна $$144\pi$$, можно вписать окружность, то образующая конуса равна:
- В четырехугольник можно вписать окружность, если суммы длин его противолежащих сторон равны.
- Площадь боковой поверхности конуса:
$$S$$бок.$$=\pi (r_{1}+r_{2})l$$,
где $$r_{1}$$ и $$r_{2}$$ – радиусы оснований, $$l$$ – образующая конуса.
- Осевое сечение конуса – равнобокая трапеция $$ABCD$$ с боковой стороной $$l$$ и основаниями $$2r_{1}$$ и $$2 r_{2}$$ (рис. 4).
- Так как в трапецию можно вписать окружность, то
$$2l=2r_{1}+2r_{2}$$, $$l=r_{1}+r_{2}$$.
Тогда: $$144\pi =\pi (r_{1}+r_{2})l$$, $$144=l^{2}$$ , откуда $$l=12$$.
Свойство касательной и секущей: если из одной точки к окружности проведены касательная и секущая, то квадрат отрезка касательной равен произведению секущей и ее внешней части.
Радиус шара перпендикулярен касательной плоскости в точке касания.
Если площадь поверхности цилиндра равна $$8\pi$$, а площадь его основания равна $$2\pi$$, то периметр развертки боковой поверхности цилиндра равен:
- Объем цилиндра:
$$V=S_{oc.}\cdot h$$, где $$S_{oc.}=\pi r^2$$. - Площадь поверхности цилиндра:
$$S_{n.}=2S_{oc.}+S_{\delta o\kappa .}$$,
где $$S_{\delta o\kappa .}=2\pi rl$$, $$r$$ – радиус основания, $$h$$ – высота, $$l$$ – образующая цилиндра. - Развертка боковой поверхности цилиндра – прямоугольник, одна сторона которого равна образующей цилиндра, а другая сторона равна длине окружности его основания.
- Длина окружности радиуса $$r$$:
$$C=2\pi r$$.
- Так как $$S_{oc.}=2\pi$$, то $$2\pi=\pi r^2$$, $$2=r^2$$, $$r=\sqrt2$$ – радиус основания цилиндра (рис. 11).
- Так как $$S_{n.}=2S_{oc.}+S_{\delta o\kappa. }$$, $$S_{n.}=2\pi r(r+l)$$, то$$8\pi=2\pi \sqrt2(\sqrt2+l)$$, $$4=2+\sqrt2l$$, $$\sqrt2l=2$$, $$l=\sqrt2$$ – образующая цилиндра.
- Найдем длину окружности, лежащей в основании цилиндра:
$$C=2\sqrt2\pi$$. - Найдем периметр развертки боковой поверхности цилиндра (рис. 12):
$$P=2(2\sqrt2\pi +\sqrt2)$$, $$P=2\sqrt2(2\pi+1)$$.
Периметр прямоугольника:
$$P=2(a+b)$$, где $$a$$ и $$b$$ – его смежные стороны.
- Отрезки касательных, проведенных из одной точки к окружности, равны.
- Радиус окружности перпендикулярен касательной в точке касания.
На рисунке 8: $$\bigtriangleup ABC$$ – осевое сечение конуса; $$R$$ – радиус окружности, вписанной в осевое сечение; $$l$$ - образующая конуса; $$h$$ – высота конуса; $$CO=CK=x$$ – отрезки касательных к окружности.
- Так как $$BO=12$$, $$PO=\frac{10}{3}$$, то $$PB=12-\frac{10}{3}=\frac{26}{3}$$.
- Из теоремы Пифагора: $$BK=\sqrt{BP^{2}-PK^{2}}$$, $$BK=\sqrt{\left (\frac{26}{3} \right )^{2}-\left (\frac{10}{3} \right )^{2}}$$, $$BK=\sqrt{\left (\frac{26}{3}-\frac{10}{3} \right )\left (\frac{26}{3}+\frac{10}{3} \right )}$$, $$BK=\sqrt{\frac{16\cdot 36}{3\cdot 3}}=8$$.
-
Так как треугольники $$OBC$$ и $$KBP$$ подобные (по двум углам), то $$\frac{BC}{BP}=\frac{OC}{KP}$$.
Тогда: $$\frac{3(8+x)}{26}=\frac{2x}{10}$$, $$\frac{8+x}{13}=\frac{x}{5}$$, $$40+5x=13x$$, $$x=5$$.
Значит, $$CB=5+8=13=l$$.
Два треугольника подобны, если их соответственные углы равны, а стороны – пропорциональны.
Если радиус основания конуса равен $$6$$, а разверткой его боковой поверхности является круговой сектор с центральным углом $$120^{\circ}$$, то площадь поверхности конуса равна:
- Площадь поверхности конуса:
$$S_{n.}=S_{oc.}+S_{\delta o\kappa. }$$; $$S_{oc.}=\pi r^2$$; $$S_{\delta o\kappa. }=\pi rl$$,
где $$r$$ – радиус основания, $$l$$ – образующая цилиндра. - Длина окружности радиуса $$r$$:
$$C=2\pi r$$. - Длина дуги окружности радиуса $$r$$ c центральным углом $$n^{\circ}$$:
$$C_{\partial y\imath u}=\frac{2\pi R}{360^{\circ}}n^{\circ}$$.
- Так как $$r=6$$, то найдем длину окружности, лежащей в основании конуса, а, значит, и длину дуги развертки его боковой поверхности:
$$C=2\pi r=12\pi=C_{\partial y\imath u}$$. - С другой стороны, $$C_{\partial y\imath u}=\frac{2\pi l}{360^{\circ}}\cdot 120^{\circ}=\frac{2\pi l}{3}$$.
- Тогда, $$\frac{2\pi l}{3}=12\pi$$, откуда $$l=18$$.
- Найдем площадь поверхности конуса:
$$S=\pi r^2+\pi rl$$, $$S=36\pi+108\pi=144\pi$$.
Радиус кругового сектора, который является разверткой боковой поверхности конуса, равен образующей конуса.
- Шаром называют фигуру, полученную вращением полукруга вокруг его диаметра.
- Площадь круга радиуса $$R$$ находят по формуле:
$$S=\pi R^2$$. - Площадь поверхности шара (площадь сферы) радиуса $$R$$ находят по формуле:
$$S=4\pi R^2$$.
- Найдем радиус шара (рис. 10):$$36\pi=\pi R^2$$, $$36=R^2$$, $$R=6$$.
- Найдем площадь поверхности шара: $$S=4\cdot \pi \cdot 6^2=144\pi$$.
- Площадь квадрата: $$S=\frac{d^{2}}{2}$$, где $$d$$ – диагональ.
- Радиус круга, описанного около квадрата: $$r=\frac{d}{2}$$.
- Площадь круга: $$S=\pi R^{2}$$ , где $$R$$ – радиус.
На рисунке 7: $$R$$ – радиус шара; $$r$$ – радиус сечения (круга, в который вписан квадрат); $$l$$ – расстояние между плоскостью квадрата и центром шара.
- Найдем диагональ квадрата:
$$\frac{d^{2}}{2}=50$$, $$d^{2}=100$$, $$d=10$$. - Найдем радиус окружности, описанной около квадрата, а, значит, и радиус сечения шара плоскостью квадрата:
$$r=\frac{10}{2}=5$$. - Найдем радиус шара:
$$\pi R^{2}=169\pi$$, $$R^{2}=169$$, $$R=13$$. - Найдем расстояние между плоскостью квадрата и центром шара:
$$l=\sqrt{R^{2}-r^{2}}$$, $$l=\sqrt{169-25}=12$$.
Сечение шара плоскостью – круг. Сечение шара плоскостью, проходящей через центр шара, называют большим кругом.
Если высота конуса равна $$4$$, а радиус его основания равен $$3$$, то площадь поверхности конуса равна:
- Площадь боковой поверхности конуса находят по формуле:
$$S_{\delta o\kappa. }=\pi rl$$, где $$r$$– радиус основания, $$l$$ – образующая конуса. - Образующую конуса находят по формуле:
$$l=\sqrt{h^2+r^2}$$, где $$h$$– высота.
-
Найдем образующую конуса (рис. 9):
$$l=\sqrt{h^2+r^2}$$, $$l=\sqrt{4^2+3^2}=5$$. -
Найдем площадь боковой поверхности конуса:
$$S_{бок. }=\pi rl$$, $$S_{бок.}=\pi \cdot 3 \cdot 5 = 15\pi$$.
Конусом называют фигуру, полученную в результате вращения прямоугольного треугольника вокруг одного из катетов, который называют осью конуса.
