Диагональ осевого сечения цилиндра образует с высотой цилиндра угол a. Найдите площадь боковой поверхности цилиндра, если радиус шара, описанного около него, равен R.
от

1 Ответ

дано:
α - угол между диагональю осевого сечения и высотой цилиндра R - радиус шара, описанного около цилиндра (в метрах)

найти:
S - площадь боковой поверхности цилиндра

решение:

В осевом сечении цилиндра имеем прямоугольник. Диагональ этого прямоугольника равна диаметру описанного шара (2R). Пусть r - радиус основания цилиндра, h - высота цилиндра.

Тогда по теореме Пифагора:

(2R)^2 = h^2 + (2r)^2

Из условия задачи мы знаем, что tg(α) = 2r / h.

Отсюда h = 2r / tg(α).

Подставим это в теорему Пифагора:

4R^2 = (2r / tg(α))^2 + 4r^2 4R^2 = 4r^2 / tg(α)^2 + 4r^2 R^2 = r^2 (1 + 1/tg(α)^2) R^2 = r^2 (1 + ctg(α)^2)

Площадь боковой поверхности цилиндра:

S = 2πrh

Выразим r через R:

r^2 = R^2 / (1 + ctg(α)^2) r = R / √(1 + ctg(α)^2)

Выразим h через R:

h = 2r / tg(α) = 2R / (tg(α)√(1 + ctg(α)^2))

Подставим r и h в формулу площади боковой поверхности:

S = 2π * [R / √(1 + ctg(α)^2)] * [2R / (tg(α)√(1 + ctg(α)^2))] S = 4πR^2 / [tg(α)(1 + ctg(α)^2)]

Ответ:
4πR^2 / [tg(α)(1 + ctg(α)^2)]
от