Вычислите объём и площадь полной поверхности конуса, образующая которого составляет с плоскостью основания угол 45градусов , если высота конуса равна 12.
Свойство параллельного переноса: при таком переносе прямая имеет свойство переходить в такую же параллельную прямую. Задача сводится к построению параллельных прямых и имеет несколько вариантов. Вот два из них: Дана прямая Зх-4у-5=0 или у=(Зх-5)/4. Строим эту прямую по двум точкам: при Х=0 => у=-5/4=1и1/4. при у=0 => х=5/3=1и2/3. Вектор нормали к этой прямой п(3;-4). Этот вектор - общий для всех прямых, параллельных данной. 1. Общее уравнение прямой, проходящей через точку О(0;0) и имеющей вектор нормали n(3;4): 3(х-0)+(-4)(у-0)=0 или Зх-4у=0 или у=(3/4)х. Строим эту прямую по двум точкам: приХ=0 => у=0. при х=2 => х=3/2 =1и 1/2. 2. Общее уравнение прямой, проходящей через точку К(3;-2) и имеющей вектор нормали n(3;4): 3(х-3)+(-4)(у-(-2))=0 или Зх-4у-17=0 или у=(3х-17)/4 или y=(3/4)*x-9/4. Строим эту прямую по двум точкам: при Х=0 => у=-17/4=-4и1/4. при y=0 => х=17/3 или 5и1/3. Второй вариант: Дана прямая Зх-4у-5=0 или у=(Зх-5)/4 или y=(3/4)*x-5/4. Строим эту прямую по двум точкам: при Х=0 => у=-5/4=1и1/4. при у=0 => х=5/3=1и2/3. Мы знаем, что угловые коэффициенты параллельных прямых равны, тогда 3/4 - угловой коэффициент прямой, уравнение которой нам требуется составить. 1). По условию эта прямая проходит через точку О(0;0), следовательно, ее уравнение: (y-0)=(3/4)*(x-0) или y=(3/4)*x. 2). Прямая проходит через точку К(3;-2), следовательно, ее уравнение: (y-(-2))=(3/4)*(x-3) или y=(3/4)*x-9/4. Мы видим, что уравнения искомых прямых одинаковы. остается построить эти прямые.
Проведём сечение пирамиды через рёбра BS и ES. Плоскость этого сечения будет перпендикулярной к заданной плоскости сечения, так как диагональ АС перпендикулярна диагонали ВЕ. В сечении получим 2 треугольника: BSE и KME. Ребро BS как гипотенуза равно 6√2. КМ - это линия наибольшего наклона плоскости. Отрезок ВК на стороне ВЕ равен половине стороны шестиугольника как катет, лежащий против угла в 30 градусов. Отношение ВК : ВЕ равно отношению SM : SE (3 / 12 = (3/√2) / (6√2), или 1/4 = 1/4. Отсюда вывод: треугольники BSE и KME подобны. Отрезок КМ, как и BS, имеет наклон к плоскости основы под углом 45 градусов.
Сечение шестиугольной пирамиды плоскостью, проходящей через диагональ АС под углом 45 ° представляет собой пятиугольник, состоящий из трапеции и треугольника.
У трапеции нижнее основание АС равно AC = 2*6*cos30° = 2*6*(√3/2) = 6√3. Верхнее основание трапеции определяется из условия пересечения заданной плоскости с рёбрами SD и DF. В плоскости ВSE верх трапеции - точка Н. Высоту трапеции КН найдём из треугольника КНF₁, образованного пересечением заданной плоскости и плоскости, проходящей чрез рёбра SD и DF. В этом треугольнике известно основание КF₁ = 3 + 3 = 6 и угол НКF₁ = 45°. Поэтому он подобен треугольнику F₁BS по двум углам. Сторона F₁B равна 6 + 3 = 9. Коэффициент подобия равен 6/9 = 2/3.Тогда КН = (2/3)*BS = (2/3)*6√2 = 4√2. Высота точки Н равна 4√2*sin 45° = 4√2*(√2/2+ = 4. Верхнее основание трапеции определяется из условия подобия треугольников SH₁H₂ и SDF по высотам от вершины S, равными 2 и 6. H₁H₂ = DF*(2/6) = 6√3*(1/3) = 2√3.
Тогда S₁ = (1/2)*((6√3)+(2√3))*4√2 = 16√2.
У треугольника ВМЕ высота точки М равна 6*(9/12) = 4,5. Отсюда высота треугольника H₁МH₂ равна (4,5 - 4)/sin 45° = (1/2)/(√2/2) = (1/2)√2. Тогда S₂ = (1/2)*(2√3))*((1/2)√2) = (1/2)√6.
Площадь сечения равна: S = S₁ + S₂ = (16√6) + (√6/2) = (33√6)/2 = 40.41658.
0,0(0 оценок)
Полный доступ
Позволит учиться лучше и быстрее. Неограниченный доступ к базе и ответам от экспертов и ai-bota
Оформи подписку