Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание № 1017

В пра­виль­ную че­ты­рех­уголь­ную пи­ра­ми­ду впи­сан ци­линдр, осе­вым се­че­ни­ем ко­то­ро­го яв­ля­ет­ся квад­рат, так, что одно ос­но­ва­ние ци­лин­дра лежит на ос­но­ва­нии пи­ра­ми­ды, а дру­гое ос­но­ва­ние ци­лин­дра ка­са­ет­ся бо­ко­вых гра­ней пи­ра­ми­ды. Най­ди­те объем ци­лин­дра, если вы­со­та пи­ра­ми­ды равна 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та см, а сто­ро­на ос­но­ва­ния пи­ра­ми­ды равна 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та см.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

В тре­уголь­ник TPM впи­сан квад­рат ENFK. Пусть его сто­ро­на равна aсм.

Тогда имеем

PH=PO минус OH= левая круг­лая скоб­ка 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та минус a пра­вая круг­лая скоб­ка см

и NF=aсм. Рас­смот­рим тре­уголь­ни­ки PTM и PNF. В них \angle TPM  — общий, а \angle PNF=\angle PTM как со­от­вет­ствен­ные углы при па­рал­лель­ных пря­мых NF и TM (PT  — се­ку­щая). Тогда эти тре­уголь­ни­ки по­доб­ны до двум углам, сле­до­ва­тель­но:

 дробь: чис­ли­тель: PO, зна­ме­на­тель: PH конец дроби = дробь: чис­ли­тель: NF, зна­ме­на­тель: TM конец дроби рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та минус a, зна­ме­на­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: a, зна­ме­на­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та конец дроби рав­но­силь­но 12 минус 2a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та =3a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та рав­но­силь­но a= дробь: чис­ли­тель: 12, зна­ме­на­тель: 5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та конец дроби рав­но­силь­но a= дробь: чис­ли­тель: 6 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 5 конец дроби см.

Най­дем объём ци­лин­дра:

V= Пи r в квад­ра­те h= Пи левая круг­лая скоб­ка 0,5a пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те a= дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 36 умно­жить на 2 умно­жить на 6 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 25 умно­жить на 5 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 108 Пи ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 125 конец дроби см в кубе .

Ответ:  дробь: чис­ли­тель: 108 Пи ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 125 конец дроби см в кубе .

 

При­ве­дем дру­гое ре­ше­ние.

За­ме­тим, что ось ци­лин­дра сов­па­да­ет с вы­со­той пи­ра­ми­ды, а точки ка­са­ния верх­не­го ос­но­ва­ния с бо­ко­вы­ми гра­ня­ми лежат на апо­фе­мах (из сим­мет­рии пи­ра­ми­ды). Пусть T и M  — се­ре­ди­ны ребер при ос­но­ва­нии, N и F  — точки ка­са­ния верх­не­го ос­но­ва­ния ци­лин­дра с от­рез­ка­ми PT и PM со­от­вет­ствен­но, N1 и F1  — вто­рые концы об­ра­зу­ю­щих ци­лин­дра с кон­ца­ми N и F со­от­вет­ствен­но. Рас­смот­рим се­че­ние плос­ко­стью PMT, все ука­зан­ные точки лежат в этом се­че­нии. Пусть, далее, ра­ди­ус ос­но­ва­ния ци­лин­дра равен r, тогда NF=NN_1=2r.

По­сколь­ку NF\parallel MT, тре­уголь­ни­ки PNF и PMT по­доб­ны, по­это­му их вы­со­ты от­но­сят­ся так же, как их сто­ро­ны. При этом MT=AC=2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та и NF=2x. Зна­чит,

 дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та минус 2x, зна­ме­на­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2x, зна­ме­на­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та конец дроби рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та минус 2x, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби =x рав­но­силь­но 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та минус 2x=3x рав­но­силь­но 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та =5x рав­но­силь­но x= дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 5 конец дроби .

На­ко­нец, объем ци­лин­дра равен

 Пи умно­жить на 2x умно­жить на x в квад­ра­те =2 Пи x в кубе = дробь: чис­ли­тель: 2 Пи умно­жить на 27 умно­жить на 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 125 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 108 Пи ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 125 конец дроби .


Аналоги к заданию № 1007: 1017 Все