Math Problem Statement

Осьовим перерізом кола являється правильний трикутник, зі стороною 12см. Знайти площину перерізу проведеного через дві твірні кут між якими 45°

Solution

У даному випадку ми маємо конічну поверхню з основою у формі кола і осьовим перерізом у вигляді правильного трикутника зі стороною 1212 см. Для розв'язання цього завдання розглянемо декілька кроків:

  1. Висота конуса (апофема): Правильний трикутник є осьовим перерізом конуса, тому його висота збігається з висотою конуса. Для правильного трикутника стороною a=12a = 12 см висота hh виражається через формулу: h=32a=3212=63см.h = \frac{\sqrt{3}}{2} \cdot a = \frac{\sqrt{3}}{2} \cdot 12 = 6\sqrt{3} \, \text{см}.

  2. Радіус основи конуса: Оскільки цей трикутник є рівностороннім, радіус основи конуса дорівнює половині його сторони: R=a2=122=6см.R = \frac{a}{2} = \frac{12}{2} = 6 \, \text{см}.

  3. Кут між твірними: Нам необхідно знайти площину перерізу, проведену через дві твірні, між якими кут α=45\alpha = 45^\circ.

    У випадку конуса твірними є лінії, що йдуть від вершини конуса до його основи. Для знайдення довжини відрізка, утвореного цими двома твірними в площині перерізу, можна скористатися властивостями конуса та формулою для дугової відстані між твірними. При куті 4545^\circ, довжина відрізка між двома твірними на колі основи: L=2Rsin(α2).L = 2R \sin\left(\frac{\alpha}{2}\right). Підставимо значення R=6R = 6 см та α=45\alpha = 45^\circ: L=26sin(452)=12sin(22.5).L = 2 \cdot 6 \cdot \sin\left(\frac{45^\circ}{2}\right) = 12 \cdot \sin(22.5^\circ).

  4. Визначення площини перерізу: Площина, проведена через дві твірні, є рівнобедреною трапецією в перерізі, де одна з її сторін — це відстань між двома твірними, а інші сторони — апофеми конуса.

Щоб завершити розв'язання, порахуємо довжину цього відрізка і побудуємо трапецію.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Geometry
Conic sections
Trigonometry

Formulas

h = (sqrt(3)/2) * a
R = a / 2
L = 2R * sin(alpha / 2)

Theorems

Properties of equilateral triangles
Properties of conic sections

Suitable Grade Level

Grades 10-12