Учебник «Геометрия. 10–11 классы», с. 99, §2
№363. Образующая конуса наклонена к плоскости основания под углом φ. В основание конуса вписан треугольник, у которого одна сторона равна a, а противолежащий угол равен α. Найдите площадь полной поверхности конуса.
✎ Запись в тетрадь
Дано:∠(PB,осн)=φ; △ABC вписан в основание, BC=a, ∠A=α
Найти:Sполн
Окружность основания описана около
△ABC: по теореме синусов
1OB — проекция
PB на основание ⇒
∠PBO=φ.
2 Sполн=πr(l+r)=πr2cosφ1+cosφ3 Sполн=4sin2απa2⋅cosφ2cos22φ=2sin2αcosφπa2cos22φ4 Ответ: 2sin2αcosφπa2cos22φ.
Пояснение
Идея. Для S=πr(l+r) нужны радиус и образующая. Радиус — это радиус окружности, описанной около вписанного треугольника; образующую даёт угол φ.
- 1Теорема синусов: сторона треугольника, делённая на синус противолежащего угла, равна диаметру описанной окружности. Здесь описанная окружность — окружность основания.
- 2Высота PO перпендикулярна основанию, значит OB — проекция образующей, и угол φ — это угол PBO прямоугольного треугольника POB. Радиус — прилежащий катет, образующая — гипотенуза.
- 3l+r=r(cosφ1+1)=rcosφ1+cosφ: выносим r за скобку.
- 4Подставляем r и заменяем 1+cosφ=2cos22φ (формула половинного угла) — так получается ответ в виде, как в учебнике.