Учебник «Геометрия. 10–11 классы», с. 112, Доп. задачи
№407. Отношение площадей боковой и полной поверхностей конуса равно 87. Найдите угол между образующей и плоскостью основания конуса.
✎ Запись в тетрадь
Дано:конус; Sбок:Sполн=7:8
Найти:φ — угол между образующей и основанием
Sбок=πrl,Sполн=πrl+πr2=πr(l+r)1 SполнSбок=l+rl=87⇒8l=7l+7r⇒l=7r2 PO⊥ основанию,
OB — проекция
PB ⇒
φ=∠PBO.
3 cosφ=PBOB=lr=71⇒φ=arccos713 Ответ: arccos71.
Пояснение
Идея. В отношении площадей радиус и образующая входят однородно, поэтому остаётся только отношение l:r. Оно же и задаёт косинус искомого угла.
- 1Площадь боковой поверхности конуса πrl, полной — плюс площадь основания πr2 (п. 41). Общий множитель πr выносится.
- 2Отношение сводится к l+rl. Из пропорции 8l=7(l+r) находим l=7r.
- 3Угол между наклонной и плоскостью — угол между наклонной и её проекцией. Высота PO перпендикулярна основанию, значит, проекция образующей PB — радиус OB. В прямоугольном треугольнике POB косинус угла B — отношение прилежащего катета к гипотенузе.
Проверка. arccos71≈81,8∘: образующая почти вертикальна, конус узкий, а Sбок составляет большую часть всей поверхности — так и должно быть.