Учебник «Геометрия. 10–11 классы», с. 99, §2
№356. Две секущие плоскости перпендикулярны к оси конуса. Докажите, что площади сечений конуса этими плоскостями относятся как квадраты расстояний от вершины конуса до этих плоскостей.
✎ Запись в тетрадь
Дано:конус, две плоскости ⊥PO, PO1=d1, PO2=d2
Доказать:S1:S2=d12:d22
Плоскости пересекают ось
PO в
O1 и
O2;
PO1=d1,
PO2=d2;
PO=h, радиус основания
r.
1По задаче 355 сечения — круги радиусов
r1=hd1r и
r2=hd2r.
2S1=πr12=πr2h2d12,S2=πr2h2d223 S2S1=πr2d22/h2πr2d12/h2=d22d124 Ответ: доказано.
Пояснение
Идея. Сечение плоскостью, перпендикулярной оси, — круг, радиус которого пропорционален расстоянию от вершины (задача 355). Площади кругов пропорциональны квадратам радиусов.
- 1Оба сечения лежат в плоскостях, перпендикулярных одной оси, а расстояния от вершины до плоскостей измеряются вдоль оси: это d1 и d2.
- 2Коэффициент пропорциональности один и тот же — hr, потому что конус общий. Тогда r1:r2=d1:d2.
- 3Площадь круга — πr2, поэтому квадраты расстояний попадают в формулы площадей.
- 4В отношении площадей сокращаются π, r2 и h2. Остаётся отношение квадратов расстояний до вершины.