Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание № 799
i

Пло­щадь осе­во­го се­че­ния усе­чен­но­го ко­ну­са равна 144, а диа­го­на­ли осе­во­го се­че­ния вза­им­но пер­пен­ди­ку­ляр­ны. Пло­щадь верх­не­го ос­но­ва­ния ко­ну­са в 9 раз мень­ше пло­ща­ди ниж­не­го. Най­ди­те объем ко­ну­са, ос­но­ва­ние ко­то­ро­го сов­па­да­ет с мень­шим ос­но­ва­ни­ем дан­но­го усе­чен­но­го ко­ну­са, а вер­ши­на  — с цен­тром боль­ше­го ос­но­ва­ния.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Осе­вое се­че­ние усе­чен­но­го ко­ну­са   — рав­но­бед­рен­ная тра­пе­ция AA1B1B, в ко­то­рой ос­но­ва­ния яв­ля­ют­ся диа­мет­ра­ми ос­но­ва­ний ко­ну­са, AB=2R, A_1B_1=2r. Точки O и O1  — се­ре­ди­ны ос­но­ва­ний AB и A1B1 со­от­вет­ствен­но.

По­сколь­ку пло­щадь верх­не­го ос­но­ва­ния ко­ну­са в 9 раз мень­ше пло­ща­ди ниж­не­го, имеем:

9 Пи r в квад­ра­те = Пи R в квад­ра­те рав­но­силь­но R=3r.

Пусть K  — точка пе­ре­се­че­ния диа­го­на­лей тра­пе­ции AA1B1B. За­ме­тим, что тре­уголь­ни­ки AKB и B1KA1 по­доб­ны по двум углам. Из по­до­бия сле­ду­ет, что

 дробь: чис­ли­тель: AK, зна­ме­на­тель: KB_1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: BK, зна­ме­на­тель: KA_1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: AB, зна­ме­на­тель: A_1B_1 конец дроби .

По­сколь­ку AB_1=A_1B (в рав­но­бед­рен­ной тра­пе­ции диа­го­на­ли равны), то AK=KB и A_1K=KB_1. Зна­чит, тре­уголь­ни­ки AKB и B1KA1  — рав­но­бед­рен­ные пря­мо­уголь­ные. От­ре­зок OO1  — вы­со­та тра­пе­ции и вы­со­та усе­чен­но­го ко­ну­са. Этот от­ре­зок будет про­хо­дить через точку K, по­сколь­ку точка пе­ре­се­че­ния диа­го­на­лей рав­но­уда­ле­на от бо­ко­вых сто­рон. Тре­уголь­ни­ки KO1B1 и KOB  — рав­но­бед­рен­ные пря­мо­уголь­ные, зна­чит, O_1B_1=O_1K и OB=OK. Сле­до­ва­тель­но, по­лу­сум­ма ос­но­ва­ния дан­ной тра­пе­ции равна ее вы­со­те. Вы­ра­зим пло­щадь се­че­ния:

S= дробь: чис­ли­тель: AB плюс A_1B_1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на OO_1=OO_1 умно­жить на OO_1=OO_1 в квад­ра­те .

По усло­вию S=144, зна­чит, OO_1=12. Най­дем ра­ди­у­сы ос­но­ва­ний усе­чен­но­го ко­ну­са:

OO_1= дробь: чис­ли­тель: AB плюс A_1B_1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2r плюс 2R, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби =r плюс R=12.

По­сколь­ку R=3r, имеем:

r плюс 3r=12 рав­но­силь­но 4r=12 рав­но­силь­но r=3,

зна­чит, R=9.

Таким об­ра­зом, объем ко­ну­са равен

V= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на S_осн умно­жить на h= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби Пи r в квад­ра­те умно­жить на OO_1= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на Пи умно­жить на 3 в квад­ра­те умно­жить на 12=36 Пи .

Ответ: 36π.


Аналоги к заданию № 789: 799 Все

Классификатор алгебры: 3.18. Усечённый конус, 4.4. Объёмы круг­лых тел
Методы алгебры: Ис­поль­зо­ва­ние по­до­бия