Учебник «Геометрия. 10–11 классы», с. 113, Доп. задачи
№409. Найдите угол между образующей и высотой конуса, если развёртка его боковой поверхности является сектором с дугой 270∘.
✎ Запись в тетрадь
Дано:конус; развёртка боковой поверхности — сектор, дуга 270∘
Найти:α — угол между образующей и высотой
Радиус сектора — образующая
l; дуга сектора равна длине окружности основания:
1α=∠OPB — угол между образующей
PB и высотой
PO.
2 sinα=PBOB=lr=43⇒α=arcsin433 Ответ: arcsin43.
Пояснение
Идея. Развёртка даёт отношение r:l: дуга сектора равна длине окружности основания. А это отношение — синус искомого угла в осевом сечении.
- 1Сектор с углом n∘ при сворачивании превращается в боковую поверхность: его радиус — образующая, а длина дуги 180πln — окружность основания (п. 41). Отсюда r=360nl.
- 2В прямоугольном треугольнике POB катет OB=r лежит напротив угла α при вершине P, гипотенуза равна l.
- 3Синус острого угла равен отношению противолежащего катета к гипотенузе; угол при этом острый, и подходит arcsin.
Проверка. Угол при вершине осевого сечения равен 2α≈97∘: больше прямого, потому что дуга сектора 270∘ больше трёх четвертей окружности.