Через вершину конуса проведена плоскость, которая пересекает его основание по хорде, которую видно из центра основания под углом β, а с вершины - под углом α. найти радиус основания конуса, если площадь сечения равна s.

Смирнов Алексей Владимирович

Учитель математики высшей категории

Проверено учителем

Радиус основания конуса равен R=1sin(β/2)Stan(α/2)bold cap R equals the fraction with numerator 1 and denominator sine open paren bold beta / 2 close paren end-fraction the square root of bold cap S tangent open paren bold alpha / 2 close paren end-root . ️ Шаг 1: Определение длины хорды основания Рассмотрим основание конуса. Центр основания — точка Ocap O, радиус — Rcap R. Хорда ABcap A cap B стягивает центральный угол AOB=βangle cap A cap O cap B equals beta. Из равнобедренного треугольника AOBcap A cap O cap B по теореме синусов или через перпендикуляр к хорде находим длину ABcap A cap B: AB=2Rsin(β/2)cap A cap B equals 2 cap R sine open paren beta / 2 close paren️ Шаг 2: Связь образующей и хорды в сечении Сечение представляет собой равнобедренный треугольник ASBcap A cap S cap B, где Scap S — вершина конуса, а SA=SB=Lcap S cap A equals cap S cap B equals cap L — образующие, по которым плоскость пересекает боковую поверхность. Угол при вершине сечения ASB=αangle cap A cap S cap B equals alpha. Из треугольника ASBcap A cap S cap B выразим ту же хорду ABcap A cap B через Lcap L и αalpha: AB=2Lsin(α/2)cap A cap B equals 2 cap L sine open paren alpha / 2 close parenПриравняем выражения для ABcap A cap B: 2Rsin(β/2)=2Lsin(α/2)L=Rsin(β/2)sin(α/2)2 cap R sine open paren beta / 2 close paren equals 2 cap L sine open paren alpha / 2 close paren ⟹ cap L equals the fraction with numerator cap R sine open paren beta / 2 close paren and denominator sine open paren alpha / 2 close paren end-fraction ️ Шаг 3: Использование площади сечения Площадь треугольника ASBcap A cap S cap B задана как Scap S. Используем формулу площади через две стороны и угол между ними: S=12L2sinαcap S equals one-half cap L squared sine alpha Подставим выражение для Lcap L, полученное на предыдущем шаге: S=12(Rsin(β/2)sin(α/2))2sinαcap S equals one-half open paren the fraction with numerator cap R sine open paren beta / 2 close paren and denominator sine open paren alpha / 2 close paren end-fraction close paren squared sine alpha ️ Шаг 4: Вывод формулы радиуса Применим формулу двойного аргумента sinα=2sin(α/2)cos(α/2)sine alpha equals 2 sine open paren alpha / 2 close paren cosine open paren alpha / 2 close paren для упрощения уравнения: S=12R2sin2(β/2)sin2(α/2)2sin(α/2)cos(α/2)cap S equals one-half center dot the fraction with numerator cap R squared sine squared open paren beta / 2 close paren and denominator sine squared open paren alpha / 2 close paren end-fraction center dot 2 sine open paren alpha / 2 close paren cosine open paren alpha / 2 close paren S=R2sin2(β/2)cos(α/2)sin(α/2)=R2sin2(β/2)cot(α/2)cap S equals cap R squared sine squared open paren beta / 2 close paren the fraction with numerator cosine open paren alpha / 2 close paren and denominator sine open paren alpha / 2 close paren end-fraction equals cap R squared sine squared open paren beta / 2 close paren cotangent open paren alpha / 2 close paren Выразим R2cap R squared: R2=Ssin2(β/2)cot(α/2)=Stan(α/2)sin2(β/2)cap R squared equals the fraction with numerator cap S and denominator sine squared open paren beta / 2 close paren cotangent open paren alpha / 2 close paren end-fraction equals the fraction with numerator cap S tangent open paren alpha / 2 close paren and denominator sine squared open paren beta / 2 close paren end-fraction Извлекая корень, получаем искомый радиус. Ответ: R=1sin(β/2)Stan(α/2)cap R equals the fraction with numerator 1 and denominator sine open paren beta / 2 close paren end-fraction the square root of cap S tangent open paren alpha / 2 close paren end-root Укажите, требуется ли дополнительно найти объем конуса или его высоту через полученные параметры.

Форма ответа

Ваш аватар