В конус вписана правильная шестиугольная пирамида. Каково отношение площадей поверхности конуса и граней пирамиды, если высота конуса в два раза больше радиуса его основания?
Геометрия Колледж Геометрические тела конус шестиугольная пирамида отношение площадей высота конуса радиус основания геометрия задачи по геометрии площадь поверхности правильная пирамида свойства конуса
Для решения данной задачи начнем с определения основных параметров конуса и правильной шестиугольной пирамиды, вписанной в него.
Шаг 1: Определение параметров конуса.
Шаг 2: Площадь поверхности конуса.
Площадь поверхности конуса состоит из площади основания и боковой поверхности. Площадь основания S_осн = πR². Для нахождения боковой поверхности используем формулу S_бок = πRl, где l - образующая конуса. Образующую можно найти по теореме Пифагора:
Теперь подставим l в формулу для боковой поверхности:
Таким образом, полная площадь поверхности конуса:
Шаг 3: Параметры правильной шестиугольной пирамиды.
Правильная шестиугольная пирамида имеет основание в виде правильного шестиугольника, вписанного в круг радиуса R. Площадь основания S_осн_пирамида = (3√3/2) * a², где a - длина стороны шестиугольника. Длина стороны шестиугольника, вписанного в круг радиуса R, равна a = R√3.
Подставим значение a в формулу для площади основания:
Теперь найдем площадь боковых граней пирамиды. У шестиугольной пирамиды 6 треугольных граней, и высота каждой грани (h) равна H = 2R. Площадь одной грани S_грань = (1/2) * a * h = (1/2) * R√3 * 2R = R²√3.
Тогда площадь всех боковых граней:
Шаг 4: Общая площадь поверхности пирамиды.
Теперь найдем общую площадь поверхности правильной шестиугольной пирамиды:
Упрощаем:
Шаг 5: Нахождение отношения площадей.
Теперь найдем отношение площадей поверхности конуса и граней пирамиды:
Сокращаем R²:
Таким образом, отношение площадей поверхности конуса и граней пирамиды равно (2π(1 + √5)) / (21√3).