Краткое пояснение: Решаем задачи на нахождение площади сечения и полной поверхности цилиндра, используя геометрические свойства и формулы.
Вариант I
Задача 1
Дано:
- Радиус цилиндра \( r = 10 \) см
- Сечение удалено от оси на \( d = 8 \) см
- Сечение - квадрат
Найти: Площадь сечения \( S \)
Решение:
- Так как сечение - квадрат, его сторона равна высоте цилиндра.
- Найдем половину стороны квадрата по теореме Пифагора: \( a/2 = \sqrt{r^2 - d^2} \)
- \( a/2 = \sqrt{10^2 - 8^2} = \sqrt{100 - 64} = \sqrt{36} = 6 \) см
- Сторона квадрата \( a = 2 \cdot 6 = 12 \) см
- Площадь квадрата \( S = a^2 = 12^2 = 144 \) см²
Ответ: \( S = 144 \) см²
Задача 2
Дано:
- Диагональ осевого сечения \( d = 8\sqrt{2} \) дм
- Угол между диагональю и основанием \( \alpha = 45^\circ \)
Найти: Площадь полной поверхности \( S_{полн} \)
Решение:
- Высота цилиндра равна диаметру основания, так как угол 45°.
- \( h = 2r \)
- Диагональ осевого сечения \( d = \sqrt{h^2 + (2r)^2} = \sqrt{(2r)^2 + (2r)^2} = \sqrt{8r^2} = 2r\sqrt{2} \)
- Тогда \( 2r\sqrt{2} = 8\sqrt{2} \), откуда \( r = 4 \) дм
- \( h = 2r = 8 \) дм
- Площадь полной поверхности \( S_{полн} = 2\pi r (r + h) = 2\pi \cdot 4 (4 + 8) = 2\pi \cdot 4 \cdot 12 = 96\pi \) дм²
Ответ: \( S_{полн} = 96\pi \) дм²
Вариант II
Задача 1
Дано:
- Высота цилиндра \( h = 16 \) см
- Расстояние от оси до сечения \( d = 6 \) см
- Сечение - квадрат
Найти: Радиус цилиндра \( r \)
Решение:
- Так как сечение - квадрат, его сторона равна высоте цилиндра.
- Сторона квадрата \( a = h = 16 \) см
- Половина стороны квадрата \( a/2 = 8 \) см
- По теореме Пифагора: \( r^2 = d^2 + (a/2)^2 \)
- \( r = \sqrt{d^2 + (a/2)^2} = \sqrt{6^2 + 8^2} = \sqrt{36 + 64} = \sqrt{100} = 10 \) см
Ответ: \( r = 10 \) см
Задача 2
Дано:
- Диагональ осевого сечения \( d = 8 \) дм
- Угол между диагональю и образующей \( \beta = 60^\circ \)
Найти: Площадь полной поверхности \( S_{полн} \)
Решение:
- Диагональ осевого сечения образует прямоугольный треугольник с высотой цилиндра и диаметром основания.
- \( \sin(\beta) = \frac{2r}{d} \), откуда \( 2r = d \cdot \sin(\beta) \)
- \( 2r = 8 \cdot \sin(60^\circ) = 8 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = 4\sqrt{3} \) дм
- \( r = 2\sqrt{3} \) дм
- \( \cos(\beta) = \frac{h}{d} \), откуда \( h = d \cdot \cos(\beta) \)
- \( h = 8 \cdot \cos(60^\circ) = 8 \cdot \frac{1}{2} = 4 \) дм
- Площадь полной поверхности \( S_{полн} = 2\pi r (r + h) = 2\pi \cdot 2\sqrt{3} (2\sqrt{3} + 4) = 4\pi \sqrt{3} (2\sqrt{3} + 4) = 4\pi (6 + 4\sqrt{3}) = (24\pi + 16\pi\sqrt{3}) \) дм²
Ответ: \( S_{полн} = (24\pi + 16\pi\sqrt{3}) \) дм²