Найдите объём тела, полученного в результате вращения прямоугольного треугольника вокруг прямой, содержащей гипотенузу этого треугольника, если известны его катет а и прилежащий к этому катету угол в.
от

1 Ответ

Дано:  
- Катет a (в СИ)  
- Угол α между катетом a и гипотенузой

Найти: объём тела, полученного при вращении прямоугольного треугольника вокруг гипотенузы.

Решение:

1. Обозначим катет a, а угол между катетом a и гипотенузой равен α. Из геометрии прямоугольного треугольника можно найти длину второго катета (катет b) и гипотенузы (c) через катет a и угол α:

   b = a * tan(α),  
   c = a / sin(α).

2. При вращении треугольника вокруг гипотенузы образуется тело, которое является усечённым конусом. Объём этого тела можно найти с использованием формулы для объёма усечённого конуса. Радиусы оснований этого усечённого конуса равны длинам катетов a и b:

   V = (1/3) * π * h * (R² + Rr + r²),  
   где  
   h — длина гипотенузы c,  
   R — радиус большего основания, равный a,  
   r — радиус меньшего основания, равный b.  

3. Подставим известные данные в формулу:

   V = (1/3) * π * c * (a² + a * b + b²),  
   где c = a / sin(α), b = a * tan(α).  

4. Подставим выражения для b и c в объём:

   V = (1/3) * π * (a / sin(α)) * (a² + a * (a * tan(α)) + (a * tan(α))²).  

5. Упростим выражение:

   V = (1/3) * π * (a / sin(α)) * (a² + a² * tan(α) + a² * tan²(α)).  
   V = (1/3) * π * (a / sin(α)) * a² * (1 + tan(α) + tan²(α)).  

6. Получаем окончательную формулу для объёма:

   V = (1/3) * π * a³ * (1 + tan(α) + tan²(α)) / sin(α).

Ответ: объём тела равен (1/3) * π * a³ * (1 + tan(α) + tan²(α)) / sin(α) кубических метров.
от