В усечённый конус вписан шар, радиус которого равен R. Диаметр большего основания усечённого конуса видно из центра шара под углом а. Найдите площадь боковой поверхности усечённого конуса.
от

1 Ответ

Дано:
1. Радиус вписанного шара (R).
2. Угол между линией, проходящей через центр шара и диаметром большего основания усечённого конуса (α).

Найти:
Площадь боковой поверхности усечённого конуса (S_b).

Решение:

1. Площадь боковой поверхности усечённого конуса определяется формулой:

   S_b = π * (R1 + R2) * l,

   где R1 и R2 — радиусы верхнего и нижнего оснований, а l — образующая усечённого конуса.

2. Сначала определим радиусы оснований. Диаметр большего основания усечённого конуса равен 2R1. Это видно из условия, что угол α виден из центра шара. Таким образом:

   R1 = R / cos(α).

3. Для нахождения радиуса верхнего основания R2, используем высоту h усечённого конуса и радиус шара R:

   R2 = R1 - 2R * tan(α).

4. Подставим значение R1:

   R2 = (R / cos(α)) - 2R * tan(α).

5. Теперь найдем образующую l. Образующая l связана с радиусами оснований и высотой h усечённого конуса:

   l = √((R1 - R2)² + h²).

6. Высота h будет равна 2R / sin(α), так как высота усечённого конуса может быть выражена через радиус шара и угол:

   h = R * (1 + 1/tan(α)).

7. Теперь подставим все известные значения в формулу для площади боковой поверхности:

   S_b = π * (R1 + R2) * l.

8. Подставляя R1 и R2:

   S_b = π * ((R / cos(α)) + (R / cos(α) - 2R * tan(α))) * l.

9. Упрощаем:

   S_b = π * (2R / cos(α) - 2R * tan(α)) * l.

10. Теперь подставляем l и упрощаем:

   S_b = π * (2R / cos(α) - 2R * tan(α)) * √((R1 - R2)² + h²).

Ответ:
Площадь боковой поверхности усечённого конуса равна π * (2R / cos(α) - 2R * tan(α)) * √((R1 - R2)² + h²) см².
от