Плоскость пересекает два шара, имеющих общий центр. Площадь сечения меньшего шара этой плоскостью равна 7. Плоскость
параллельная плоскости
касается меньшего шара, а площадь сечения этой плоскостью большего шара равна 5.
а) Докажите, что сечение шара плоскостью есть круг.
б) Найдите площадь сечения большего шара плоскостью α.
а) Пусть — секущая плоскость и О — центр шара. Опустим перпендикуляр из центра шара на плоскость
и обозначим через F основание этого перпендикуляра.
Пусть X — произвольная точка шара, принадлежащая плоскости По теореме Пифагора
Так как ОХ не больше радиуса R шара, то
т. е. любая точка сечения шара плоскостью
находится от точки F на расстоянии, не большем
следовательно, она принадлежит шару. Это значит, что сечение шара плоскостью
есть круг с центром в точке F.
Обратно: любая точка X этого круга принадлежит шару. А это значит, что сечение шара плоскостью есть круг с центром в точке F. Теорема доказана.
б) Рассмотрим сечение, проходящее через общий центр шаров и центры кругов. Введём обозначения центра шаров, точек касания и точек пересечения поверхностей шаров с плоскостями и
как показано на рисунке.
Отрезок FD — радиус круга, полученного в сечении меньшего шара плоскостью тогда
— площадь сечения меньшего шара плоскостью
Отрезок AB — радиус круга, полученного в сечении большего шара плоскостью
тогда
— площадь сечения большего шара плоскостью
Отрезок CF — радиус круга, полученного в сечении большего шара плоскостью
Параллельные прямые AB и CF перпендикулярны прямой Тогда из прямоугольных треугольников получаем:
Площадь сечения большего шара плоскостью
Исследуем случай, когда плоскости расположены по одну сторону от центра шара.
Рассуждая аналогично, получаем:
Ответ:12.
-------------
Дублирует задание № 504945.Спрятать критерии

