Учебник «Геометрия. 10–11 классы», с. 113, Доп. задачи
№413. Диагонали осевого сечения усечённого конуса перпендикулярны. Одно из оснований осевого сечения равно 40 см, а его площадь равна 36 дм2. Вычислите площади боковой и полной поверхностей усечённого конуса.
✎ Запись в тетрадь
Дано:
усечённый конус; AC⊥BD; одно основание сечения 4 дм; SABCD=36 дм2
Найти:
Sбок, Sполн
ABCD — равнобедренная трапеция, AC⊥BD, K=AC∩BD. 40 см =4 дм.1
△ABK, △DCK — равнобедренные прямоугольные; KM, KN — их высоты (M∈AB, N∈DC):2
Идея. Перпендикулярность диагоналей равнобедренной трапеции делает её высоту равной средней линии. Тогда площадь сечения равна h2, откуда h и сумма оснований. Дальше — формулы усечённого конуса.
1Диагонали равнобедренной трапеции равны. Все длины переводим в дециметры, чтобы не путать единицы: 40 см =4 дм.
2Равнобедренная трапеция симметрична относительно оси, и K лежит на ней, поэтому KA=KB и KD=KC. Угол AKB — угол между диагоналями — прямой, значит, ABK и DCK — равнобедренные прямоугольные треугольники. Высота равнобедренного прямоугольного треугольника, проведённая к гипотенузе, равна половине гипотенузы. Точки M, K, N лежат на оси, MN=h.
3Площадь трапеции — полусумма оснований на высоту. Полусумма оснований равна h, поэтому площадь h2. Отсюда h=6 и AB+DC=12 дм.
4Одно основание 4 дм, тогда другое 12−4=8 дм; радиусы — половины оснований. Образующая — боковая сторона трапеции; она получается из прямоугольного треугольника с катетами h и R−r.
5Площадь боковой поверхности усечённого конуса π(R+r)l, полная — плюс два основания (п. 42).
Проверка. Для R=4, r=2, h=6 диагональ AC идёт из (−4;0) в (2;6), диагональ BD — из (4;0) в (−2;6); их направляющие векторы (6;6) и (−6;6) перпендикулярны.