Учебник «Геометрия. 10–11 классы», с. 94, §1
№345. Один цилиндр получен вращением прямоугольника ABCD вокруг прямой AB, а другой цилиндр — вращением этого же прямоугольника вокруг прямой BC. а) Докажите, что площади боковых поверхностей этих цилиндров равны. б) Найдите отношение площадей полных поверхностей этих цилиндров, если AB=a, BC=b.
✎ Запись в тетрадь
Дано:ABCD — прямоугольник, AB=a, BC=b; цилиндры от вращения вокруг AB и вокруг BC
Найти:а) доказать: S1бок=S2бок; б) S1:S2
Вокруг
AB: ось
AB,
h1=AB=a,
r1=BC=b.
1Вокруг
BC: ось
BC,
h2=BC=b,
r2=AB=a.
1а)
S1бок=2πr1h1=2πba,S2бок=2πr2h2=2πab2 2πba=2πab ⇒ площади боковых поверхностей равны.
2 б)
S1=2πb(b+a),S2=2πa(a+b)3 S2S1=2πa(a+b)2πb(a+b)=ab4 Ответ: а) доказано (2πab у обоих); б) ab.
Пояснение
Идея. В каждом случае ось — одна из сторон прямоугольника, а радиус — соседняя. Оба цилиндра «меняются ролями»: у одного h=a, r=b, у другого — наоборот.
- 1Сторона на оси даёт высоту, перпендикулярная ей сторона — радиус основания. Поэтому у цилиндров r и h меняются местами.
- 2Площадь боковой поверхности — 2πrh. Произведение rh не меняется от перестановки множителей, поэтому обе боковые поверхности равны 2πab.
- 3Полная поверхность — боковая плюс два основания: 2πrh+2πr2=2πr(r+h). У первого цилиндра r=b, у второго — r=a; сумма a+b общая.
- 4Общие множители 2π и (a+b) сокращаются, остаётся отношение радиусов: у кого радиус больше, у того полная поверхность больше.