№326. Концы отрезка AB лежат на окружностях оснований цилиндра. Радиус цилиндра равен r, его высота — h, а расстояние между прямой AB и осью цилиндра равно d. Найдите: а) h, если r=10 дм, d=8 дм, AB=13 дм; б) d, если h=6 см, r=5 см, AB=10 см.
Идея. Спроектируем отрезок AB на плоскость нижнего основания: получится хорда AB1, а AB станет гипотенузой прямоугольного треугольника с катетами h и AB1. Расстояние от оси до AB превращается в расстояние от центра до хорды.
1Образующая BB1 перпендикулярна плоскости основания, поэтому B1 лежит на окружности основания, а угол B1 в треугольнике прямой.
2Ось параллельна образующей BB1, то есть прямой плоскости (ABB1), и сама в этой плоскости не лежит. Значит, ось параллельна плоскости, и расстояние до прямой AB равно расстоянию до плоскости (все точки оси равноудалены от неё).
3Радиус OH, проведённый к середине хорды, перпендикулярен хорде. Он перпендикулярен и образующей BB1, как любая прямая основания. Две пересекающиеся прямые плоскости (ABB1) — значит, OH перпендикулярен всей плоскости, и его длина — искомое расстояние.
4В прямоугольном треугольнике OHA катет AH=r2−d2, а хорда вдвое длиннее. Дальше теорема Пифагора для △ABB1, из неё либо h (пункт а), либо хорда, а затем d (пункт б).