Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

В пря­мом кру­гом ци­лин­дре, осе­вое се­че­ние ко­то­ро­го квад­рат со сто­ро­ной 12, хорда CD, рав­ная 6 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , пер­пен­ди­ку­ляр­на диа­мет­ру AB. Найти пло­щадь се­че­ния ци­лин­дра плос­ко­стью CDA_1, если AA_1 об­ра­зу­ю­щая ци­лин­дра.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Ре­ше­ние:

Слу­чай 1.

Из усло­вия за­да­чи сле­ду­ет, что AB=AA_1=12.

Если вы­чис­лим пло­щадь сег­мен­та CAD, то ис­ко­мую пло­щадь S_сеч. вы­чис­лим по фор­му­леS_сеч.= дробь: чис­ли­тель: S левая круг­лая скоб­ка сегм.CAD пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: ко­си­нус \varphi конец дроби , где \varphi   — угол между се­че­ни­ем и плос­ко­стью ос­но­ва­ния ци­лин­дра, так как сег­мент CAD есть ор­то­го­наль­ная про­ек­ция се­че­ния на ос­но­ва­ние.

Пусть O  — цен­тра ос­но­ва­ния ци­лин­дра, K  — точка пе­ре­се­че­ния хорды CD и диа­мет­ра AB. Тогда R=AO=BO=6.

По­сколь­ку окруж­ность сим­мет­рич­на от­но­си­тель­но диа­мет­ра, то CK=DK.

AK  — про­ек­ция на­клон­ной A_1K.

Пло­щадь сег­мен­та CAD вы­чис­лим как раз­ность пло­ща­дей сек­то­ра COD и тре­уголь­ни­ка COD.

Пре­жде най­дем OK. В \Delta COK(рис. 2), где \angle COK=90 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка , по тео­ре­ме Пи­фа­го­ра имеем: OK= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: CO конец ар­гу­мен­та в квад­ра­те минус KC в квад­ра­те = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 36 минус 27 конец ар­гу­мен­та =3. Итак, катет OKравен по­ло­ви­не ги­по­те­ну­зы на­зван­но­го тре­уголь­ни­ка, а это зна­чит, что \angle KCO=30 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка . Тогда \angle COK=60 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка . Из со­об­ра­же­ний ска­зан­ной выше сим­мет­рии от­но­си­тель­но диа­мет­ра AB: \angle DOK=\angle COK=60 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка .

От­сю­да:\angle COD=120 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка .

S левая круг­лая скоб­ка сект.COD пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: Пи R в квад­ра­те умно­жить на 120, зна­ме­на­тель: 360 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 36 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби =12 Пи ; S левая круг­лая скоб­ка \Delta COD пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби R в квад­ра­те синус 120 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 36 умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 умно­жить на 2 конец дроби =9 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

S левая круг­лая скоб­ка сегм.CAD пра­вая круг­лая скоб­ка =S левая круг­лая скоб­ка сект.COD пра­вая круг­лая скоб­ка минус S левая круг­лая скоб­ка \Delta COD пра­вая круг­лая скоб­ка =12 Пи минус 9 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

В \Delta A_1AK, где \angle A_1AK=90 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка , AK=AO минус OK=3, тан­генс \varphi = дробь: чис­ли­тель: AA_1, зна­ме­на­тель: AK конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 12, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби =4.

 дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: ко­си­нус в квад­ра­те \varphi конец дроби =1 плюс тан­генс в квад­ра­те \varphi =1 плюс 16=17, ко­си­нус \varphi = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 17 конец ар­гу­мен­та конец дроби .

S_сеч.= дробь: чис­ли­тель: 12 Пи минус 9 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 17 конец ар­гу­мен­та конец дроби конец дроби = левая круг­лая скоб­ка 12 Пи минус 9 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та пра­вая круг­лая скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 17 конец ар­гу­мен­та .

 

 

Слу­чай 2.

Ор­то­го­наль­ная про­ек­ция се­че­ния  — сег­мент CAD.

S левая круг­лая скоб­ка сегм.CAD пра­вая круг­лая скоб­ка = Пи R в квад­ра­те минус S левая круг­лая скоб­ка сегм.CBD пра­вая круг­лая скоб­ка . Оче­вид­но, что пло­щадь сег­мен­та CBD равна пло­ща­ди ана­ло­гич­но­го сег­мен­та, при­ве­ден­но­го в слу­чае 1, т. е. 12 Пи минус 9 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

S левая круг­лая скоб­ка сегм.CAD пра­вая круг­лая скоб­ка =36 Пи минус 12 Пи плюс 9 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та =24 Пи плюс 9 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

 тан­генс \varvarphi = дробь: чис­ли­тель: AA_1, зна­ме­на­тель: AK конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 12, зна­ме­на­тель: 6 плюс 3 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: ко­си­нус в квад­ра­те \varphi конец дроби =1 плюс тан­генс в квад­ра­те \varvarphi =1 плюс дробь: чис­ли­тель: 16, зна­ме­на­тель: 9 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 25, зна­ме­на­тель: 9 конец дроби рав­но­силь­но ко­си­нус \varphi = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби .

S_сеч.= дробь: чис­ли­тель: 24 Пи плюс 9 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби конец дроби = левая круг­лая скоб­ка 8 Пи плюс 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на 5=40 Пи плюс 15 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

 

Ответ:  левая круг­лая скоб­ка 12 Пи минус 9 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та пра­вая круг­лая скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 17 конец ар­гу­мен­та или 40 Пи плюс 15 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Обос­но­ван­но по­лу­чен вер­ный ответ.2
Ре­ше­ние со­дер­жит обос­но­ван­ный пе­ре­ход к пла­ни­мет­ри­че­ской за­да­че, но по­лу­чен не­вер­ный ответ или ре­ше­ние не за­кон­че­но

ИЛИ

при пра­виль­ном от­ве­те ре­ше­ние не­до­ста­точ­но обос­но­ва­но.

1
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, пе­ре­чис­лен­ных выше.0
Источник: А. Ларин: Тре­ни­ро­воч­ный ва­ри­ант № 35
Классификатор стереометрии: Пло­щадь се­че­ния и пло­щадь про­ек­ции се­че­ния, Се­че­ние  — тре­уголь­ник, Се­че­ние, про­хо­дя­щее через три точки, Ци­линдр
Гость 12.12.2014 16:54

Здрав­ствуй­те!А разве можно взять сег­мент за орт. про­ек­цию мно­го­уголь­ни­ка?

Александр Иванов

а по Ва­ше­му ис­ко­мым се­че­ни­ем ци­лин­дра яв­ля­ет­ся мно­го­уголь­ник?

Михаил Галечян (Москва) 19.01.2015 23:47

Се­че­ние ци­лин­дра плос­ко­стью CDA1 пред­став­ля­ет собой не тре­уголь­ник а кри­во­ли­ней­ную фи­гу­ру - линия CA1D па­ра­бо­ла

Александр Иванов

В ре­ше­нии ни разу не упо­ми­на­ет­ся тре­уголь­ник CDA_1