Радиусы оснований усечённого конуса соотносятся как 2 : 5, а площадь полной поверхности составляет 213π. Какова высота усечённого конуса, если образующая образует угол 60° с плоскостью нижнего основания?
Геометрия10 классУсечённый конусусеченный конусрадиусы основанийплощадь полной поверхностивысота усеченного конусаугол образующейгеометриязадачи по геометрии
Чтобы найти высоту усечённого конуса, нам нужно использовать несколько формул и соотношений. Начнём с того, что радиусы оснований усечённого конуса соотносятся как 2:5. Обозначим радиус нижнего основания как r1 и радиус верхнего основания как r2:
где k - некоторый коэффициент. Теперь нам нужно использовать формулу для площади полной поверхности усечённого конуса:
Площадь полной поверхности S усечённого конуса:
S = π(r1^2 + r2^2) + π(r1 + r2) * l
где l - образующая усечённого конуса. Площадь полной поверхности нам известна и равна 213π:
213π = π((2k)^2 + (5k)^2) + π(2k + 5k) * l
Упростим уравнение, разделив обе стороны на π:
213 = (4k^2 + 25k^2) + (7k * l)
Это упростится до:
213 = 29k^2 + 7kl
Теперь нам нужно выразить l через высоту h и угол 60°. Образующая l связана с высотой h и радиусами оснований через тригонометрию:
l = h / cos(60°)
Поскольку cos(60°) = 0.5, мы можем записать:
l = 2h
Теперь подставим l в уравнение:
213 = 29k^2 + 7k(2h)
Это упростится до:
213 = 29k^2 + 14kh
Теперь у нас есть два неизвестных: k и h. Чтобы найти h, нам нужно выразить k через h. Для этого мы можем использовать соотношение между радиусами и высотой. Мы знаем, что:
h = l * sin(60°)
И поскольку sin(60°) = √3/2, мы имеем:
h = (2h) * (√3/2)
Это уравнение не даёт нам прямого решения, поэтому давайте вернёмся к нашему уравнению для площади:
213 = 29k^2 + 14kh
Теперь мы можем выразить h через k:
h = (213 - 29k^2) / (14k)
Теперь мы можем подставить это значение h обратно в уравнение для l:
l = 2 * (213 - 29k^2) / (14k)
Теперь, подставив это значение l в уравнение для площади, мы можем решить его относительно k и затем найти h.
Однако, для упрощения, давайте подставим конкретные значения. Если k = 1, то:
Подставим это в уравнение для площади:
213 = 29(1)^2 + 14(1)h
213 = 29 + 14h
14h = 213 - 29
14h = 184
h = 184 / 14
h = 13.14
Таким образом, высота усечённого конуса составляет приблизительно 13.14 единиц.