ต่อไปนี้เป็นปัญหาเกี่ยวกับกรวย สภาพเกี่ยวข้องกับพื้นที่ผิวของมัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบางปัญหา มีคำถามเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงพื้นที่เมื่อเพิ่ม (ลด) ความสูงของกรวยหรือรัศมีของฐาน ทฤษฎีการแก้ปัญหาใน. พิจารณางานต่อไปนี้:
27135 เส้นรอบวงฐานของกรวยคือ 3 เครื่องกำเนิดคือ 2 จงหาพื้นที่ผิวด้านข้างของกรวย
พื้นที่ผิวด้านข้างของกรวยเท่ากับ:
การแทนที่ข้อมูล:
75697 พื้นที่ผิวด้านข้างของกรวยจะเพิ่มขึ้นกี่ครั้งหาก generatrix เพิ่มขึ้น 36 เท่า และรัศมีของฐานยังคงเท่าเดิม?
พื้นที่ผิวด้านข้างของกรวย:
Generatrix เพิ่มขึ้น 36 เท่า รัศมียังคงเท่าเดิม ซึ่งหมายความว่าเส้นรอบวงของฐานไม่เปลี่ยนแปลง
ซึ่งหมายความว่าพื้นที่ผิวด้านข้างของกรวยที่ถูกดัดแปลงจะมีรูปแบบ:
มันจะเพิ่มขึ้น 36 เท่า
*ความสัมพันธ์ตรงไปตรงมา ดังนั้นปัญหานี้จึงสามารถแก้ไขได้อย่างง่ายดายด้วยวาจา
27137 พื้นที่ผิวด้านข้างของกรวยจะลดลงกี่ครั้งหากรัศมีของฐานลดลง 1.5 เท่า
พื้นที่ผิวด้านข้างของกรวยเท่ากับ:
รัศมีลดลง 1.5 เท่า นั่นคือ:
พบว่าพื้นที่ผิวด้านข้างลดลง 1.5 เท่า
27159 ความสูงของกรวยคือ 6 เครื่องกำเนิดคือ 10 ค้นหาพื้นที่ผิวทั้งหมดหารด้วย Pi
พื้นผิวกรวยเต็ม:
คุณต้องค้นหารัศมี:
ทราบความสูงและเจเนราทริกซ์โดยใช้ทฤษฎีบทพีทาโกรัสที่เราคำนวณรัศมี:
ดังนั้น:
หารผลลัพธ์ด้วยพายแล้วเขียนคำตอบลงไป
76299 พื้นที่ผิวทั้งหมดของกรวยคือ 108 วาดส่วนขนานกับฐานของกรวยโดยแบ่งความสูงออกเป็นครึ่งหนึ่ง หาพื้นที่ผิวรวมของกรวยที่ตัดออก
ส่วนตัดผ่านตรงกลางของความสูงขนานกับฐาน ซึ่งหมายความว่ารัศมีของฐานและเจเนราทริกซ์ของกรวยที่ตัดออกจะน้อยกว่ารัศมีและเจเนราทริกซ์ของกรวยดั้งเดิม 2 เท่า ให้เราเขียนพื้นที่ผิวของกรวยที่ตัดออก:
เราพบว่ามันจะน้อยกว่าพื้นที่ผิวของต้นฉบับถึง 4 เท่า นั่นคือ 108:4 = 27
*เนื่องจากกรวยดั้งเดิมและกรวยที่ถูกตัดออกมีลักษณะคล้ายกัน จึงเป็นไปได้ที่จะใช้คุณสมบัติความคล้ายคลึงกัน:
27167. รัศมีของฐานของกรวยคือ 3 และความสูงคือ 4 จงหาพื้นที่ผิวทั้งหมดของกรวยหารด้วยพาย
สูตรสำหรับพื้นผิวทั้งหมดของกรวย:
ทราบรัศมีแล้วจำเป็นต้องค้นหาเจเนราทริกซ์
ตามทฤษฎีบทพีทาโกรัส:
ดังนั้น:
หารผลลัพธ์ด้วยพายแล้วเขียนคำตอบลงไป
งาน. พื้นที่ผิวด้านข้างของกรวยเป็นสี่เท่าของพื้นที่ฐาน ค้นหาบางสิ่งบางอย่าง เท่ากับโคไซน์มุมระหว่างเจเนราทริกซ์ของกรวยกับระนาบของฐาน
พื้นที่ฐานกรวยคือ:
เรขาคณิตเป็นสาขาหนึ่งของคณิตศาสตร์ที่ศึกษาโครงสร้างในอวกาศและความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งเหล่านั้น ในทางกลับกัน มันยังประกอบด้วยส่วนต่าง ๆ และหนึ่งในนั้นคือ Stereometry เป็นการศึกษาคุณสมบัติของตัวเลขสามมิติที่อยู่ในอวกาศ เช่น ลูกบาศก์ ปิรามิด ลูกบอล กรวย ทรงกระบอก ฯลฯ
กรวยคือวัตถุในปริภูมิแบบยุคลิดที่ล้อมรอบด้วยพื้นผิวทรงกรวยและระนาบที่ปลายของเครื่องกำเนิดตั้งอยู่ การก่อตัวของมันเกิดขึ้นระหว่างการหมุนของสามเหลี่ยมมุมฉากรอบขาของมัน ดังนั้นมันจึงเป็นของวัตถุที่หมุน
แยกแยะ ประเภทต่อไปนี้กรวย: เฉียง (หรือเอียง) และตรง เฉียงคือแกนที่แกนไม่ตัดกับศูนย์กลางของฐานเป็นมุมฉาก ด้วยเหตุนี้ ความสูงของกรวยจึงไม่ตรงกับแกน เนื่องจากเป็นส่วนที่หย่อนจากด้านบนของลำตัวถึงระนาบของฐานที่มุม 90°
กรวยที่มีแกนตั้งฉากกับฐานเรียกว่ากรวยตรง แกนและความสูงในตัวเรขาคณิตนั้นเกิดขึ้นพร้อมกันเนื่องจากจุดยอดนั้นอยู่เหนือศูนย์กลางของเส้นผ่านศูนย์กลางของฐาน
กรวยประกอบด้วยองค์ประกอบดังต่อไปนี้:
ส่วนต่างๆ ทั้งหมดนี้เป็นเครื่องกำเนิดกรวย พวกมันเอียงไปที่ฐานของตัวเรขาคณิต และในกรณีของกรวยด้านขวา เส้นโครงของพวกมันจะเท่ากัน เนื่องจากจุดยอดมีระยะห่างเท่ากันจากจุดของวงกลมของฐาน ดังนั้นเราสามารถสรุปได้ว่าในกรวยปกติ (ตรง) เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะเท่ากันนั่นคือพวกมันมีความยาวเท่ากันและสร้างมุมเดียวกันกับแกน (หรือความสูง) และฐาน
เนื่องจากในการหมุนแบบเฉียง (หรือเอียง) จุดยอดจึงเลื่อนสัมพันธ์กับจุดศูนย์กลางของระนาบฐาน การสร้างยีนในวัตถุดังกล่าวจึงมี ความยาวที่แตกต่างกันและการฉายภาพ เนื่องจากแต่ละจุดมีระยะห่างจากจุดสองจุดใดๆ บนวงกลมของฐานต่างกัน นอกจากนี้มุมระหว่างพวกเขากับความสูงของกรวยก็จะแตกต่างกันด้วย
ตามที่เขียนไว้ก่อนหน้านี้ ความสูงในตัวเรขาคณิตที่ถูกต้องของการปฏิวัติจะตั้งฉากกับระนาบของฐาน ดังนั้นเจเนราทริกซ์ ความสูง และรัศมีของฐานจึงสร้างสามเหลี่ยมมุมฉากในกรวย
นั่นคือเมื่อทราบรัศมีฐานและความสูงโดยใช้สูตรจากทฤษฎีบทพีทาโกรัสคุณสามารถคำนวณความยาวของเจเนราทริกซ์ซึ่งจะเท่ากับผลรวมของกำลังสองของรัศมีฐานและความสูง:
l 2 = r 2 + h 2 หรือ l = √r 2 + h 2
โดยที่ l คือเครื่องกำเนิด
r - รัศมี;
ชั่วโมง - ความสูง
จากความจริงที่ว่าในกรวยเฉียงหรือเอียงเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีความยาวไม่เท่ากันจะไม่สามารถคำนวณได้หากไม่มีการก่อสร้างและการคำนวณเพิ่มเติม
ก่อนอื่น คุณต้องทราบความสูง ความยาวแกน และรัศมีฐาน
r 1 = √k 2 - ชั่วโมง 2
โดยที่ r 1 เป็นส่วนหนึ่งของรัศมีระหว่างแกนกับความสูง
k - ความยาวแกน
ชั่วโมง - ความสูง
อันเป็นผลมาจากการเพิ่มรัศมี (r) และส่วนที่อยู่ระหว่างแกนและความสูง (r 1) คุณสามารถค้นหา generatrix ที่สร้างขึ้นโดยสมบูรณ์ของกรวยความสูงและส่วนของเส้นผ่านศูนย์กลาง:
โดยที่ R คือขาของสามเหลี่ยมที่เกิดจากความสูง เจเนราทริกซ์ และส่วนหนึ่งของเส้นผ่านศูนย์กลางของฐาน
r - รัศมีของฐาน
r 1 - ส่วนหนึ่งของรัศมีระหว่างแกนและความสูง
เมื่อใช้สูตรเดียวกันจากทฤษฎีบทพีทาโกรัส คุณสามารถหาความยาวของเจเนราทริกซ์ของกรวยได้:
ล. = √ชั่วโมง 2 + ร 2
หรือโดยไม่ต้องคำนวณ R แยกกัน ให้รวมสูตรทั้งสองเป็นสูตรเดียว:
ลิตร = √ชั่วโมง 2 + (r + r 1) 2.
ไม่ว่ากรวยจะเป็นเส้นตรงหรือเฉียงและข้อมูลอินพุตเป็นเท่าใด วิธีการทั้งหมดในการค้นหาความยาวของเจเนราทริกซ์จะมีผลลัพธ์เดียวเสมอ นั่นคือการใช้ทฤษฎีบทพีทาโกรัส
Axial คือระนาบที่เคลื่อนไปตามแกนหรือความสูงของมัน ในกรวยตรง ส่วนดังกล่าวจะเป็นสามเหลี่ยมหน้าจั่ว โดยความสูงของรูปสามเหลี่ยมคือความสูงของลำตัว ด้านข้างคือตัวกำเนิด และฐานคือเส้นผ่านศูนย์กลางของฐาน ในตัวเรขาคณิตด้านเท่า ส่วนตามแนวแกนเป็นรูปสามเหลี่ยมด้านเท่า เนื่องจากในกรวยนี้เส้นผ่านศูนย์กลางของฐานและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเท่ากัน
ระนาบของส่วนตามแนวแกนในกรวยตรงคือระนาบสมมาตร เหตุผลก็คือส่วนบนของมันอยู่เหนือศูนย์กลางของฐาน นั่นคือระนาบของส่วนแนวแกนแบ่งกรวยออกเป็นสองส่วนที่เหมือนกัน
เนื่องจากความสูงและแกนไม่ตรงกันในตัวปริมาตรที่เอียง ระนาบส่วนตามแนวแกนจึงอาจไม่รวมความสูงด้วย หากสามารถสร้างส่วนตามแนวแกนได้หลายส่วนในกรวยดังกล่าวเนื่องจากต้องตรงตามเงื่อนไขเดียวเท่านั้น - ต้องผ่านแกนเท่านั้น ดังนั้นจึงสามารถวาดส่วนตามแนวแกนของระนาบซึ่งมีความสูงของกรวยนี้ได้เท่านั้น เนื่องจากจำนวนเงื่อนไขเพิ่มขึ้น และอย่างที่ทราบกันดีว่า เส้นตรงสองเส้น (รวมกัน) สามารถเป็นของระนาบเดียวได้
ส่วนตามแนวแกนของกรวยที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้เป็นรูปสามเหลี่ยม จากนี้พื้นที่ของมันสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรสำหรับพื้นที่ของรูปสามเหลี่ยม:
S = 1/2 * d * h หรือ S = 1/2 * 2r * h
โดยที่ S คือพื้นที่หน้าตัด
d - เส้นผ่านศูนย์กลางฐาน
r - รัศมี;
ชั่วโมง - ความสูง
ในกรวยเฉียงหรือเอียง หน้าตัดตามแนวแกนก็เป็นรูปสามเหลี่ยมเช่นกัน ดังนั้นพื้นที่หน้าตัดในกรวยจึงคำนวณในลักษณะเดียวกัน
เนื่องจากกรวยเป็น รูปร่างใหญ่โตในพื้นที่สามมิติจึงสามารถคำนวณปริมาตรได้ ปริมาตรของกรวยคือตัวเลขที่แสดงลักษณะเฉพาะของวัตถุนี้ในหน่วยปริมาตร นั่นคือในหน่วย m3 การคำนวณไม่ได้ขึ้นอยู่กับว่าเป็นเส้นตรงหรือเฉียง (เฉียง) เนื่องจากสูตรสำหรับวัตถุทั้งสองประเภทนี้ไม่แตกต่างกัน
ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ การก่อตัวของกรวยด้านขวาเกิดขึ้นเนื่องจากการหมุนของสามเหลี่ยมมุมฉากตามขาข้างใดข้างหนึ่ง กรวยเอียงหรือเฉียงนั้นก่อตัวแตกต่างกันเนื่องจากความสูงของมันเลื่อนออกจากศูนย์กลางของระนาบของฐานของร่างกาย อย่างไรก็ตามความแตกต่างในโครงสร้างดังกล่าวไม่ส่งผลกระทบต่อวิธีการคำนวณปริมาตร
กรวยใด ๆ มีลักษณะดังนี้:
วี = 1/3 * π * ชั่วโมง * ร 2
โดยที่ V คือปริมาตรของกรวย
ชั่วโมง - ความสูง;
r - รัศมี;
π เป็นค่าคงที่เท่ากับ 3.14
ในการคำนวณความสูงของวัตถุ คุณจำเป็นต้องรู้รัศมีของฐานและความยาวของเจเนราทริกซ์ของมัน เนื่องจากรัศมี ความสูง และเครื่องกำเนิดไฟฟ้ารวมกันเป็นรูปสามเหลี่ยมมุมฉาก ความสูงจึงสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรจากทฤษฎีบทพีทาโกรัส (a 2 + b 2 = c 2 หรือในกรณีของเรา h 2 + r 2 = l 2 โดยที่ l คือเครื่องกำเนิด) ความสูงจะคำนวณโดยการหารากที่สองของความแตกต่างระหว่างกำลังสองของด้านตรงข้ามมุมฉากกับขาอีกข้าง:
ก = √ค 2 - ข 2
นั่นคือความสูงของกรวยจะเท่ากับค่าที่ได้รับหลังจากหารากที่สองของความแตกต่างระหว่างกำลังสองของความยาวของเจเนราทริกซ์และกำลังสองของรัศมีของฐาน:
ชั่วโมง = √ล 2 - ร 2
การคำนวณความสูงด้วยวิธีนี้และรู้รัศมีของฐานจะทำให้คุณสามารถคำนวณปริมาตรของกรวยได้ ครูเล่น บทบาทสำคัญเนื่องจากทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบเสริมในการคำนวณ
ในทำนองเดียวกัน ถ้าทราบความสูงของวัตถุและความยาวของเจเนราทริกซ์ เราสามารถหารัศมีของฐานได้โดยการแยก รากที่สองจากความแตกต่างระหว่างกำลังสองของเครื่องกำเนิดและกำลังสองของความสูง:
r = √l 2 - ชั่วโมง 2
จากนั้นใช้สูตรเดียวกับข้างบนคำนวณปริมาตรของกรวย
เนื่องจากสูตรสำหรับปริมาตรของกรวยจะเหมือนกันสำหรับวัตถุที่หมุนทุกประเภท ความแตกต่างในการคำนวณคือการค้นหาความสูง
เพื่อที่จะหาความสูงของกรวยเอียง ข้อมูลอินพุตจะต้องประกอบด้วยความยาวของเจเนราทริกซ์ รัศมีของฐาน และระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางของฐานกับจุดตัดของความสูงของวัตถุกับระนาบ ของฐานของมัน เมื่อทราบสิ่งนี้แล้ว คุณสามารถคำนวณส่วนของเส้นผ่านศูนย์กลางฐานที่จะเป็นฐานของสามเหลี่ยมมุมฉากได้อย่างง่ายดาย (เกิดจากความสูง เจเนราทริกซ์ และระนาบของฐาน) จากนั้นใช้ทฤษฎีบทพีทาโกรัสอีกครั้ง คำนวณความสูงของกรวย แล้วตามด้วยปริมาตร
การหมุนรอบตัวที่ศึกษาในโรงเรียน ได้แก่ ทรงกระบอก กรวย และลูกบอล
หากมีปัญหาในการสอบ Unified State ในวิชาคณิตศาสตร์คุณต้องคำนวณปริมาตรของกรวยหรือพื้นที่ทรงกลมให้ถือว่าตัวเองโชคดี
ใช้สูตรปริมาตรและพื้นที่ผิวของทรงกระบอก กรวย และทรงกลม ทั้งหมดอยู่ในตารางของเรา เรียนรู้ด้วยใจ. นี่คือจุดเริ่มต้นของความรู้เรื่องสามมิติ
บางครั้งก็เป็นการดีที่จะดึงมุมมองจากด้านบน หรือในปัญหานี้จากด้านล่าง
2. ปริมาตรของกรวยที่อธิบายรอบๆ ถูกต้องมีกี่ครั้ง ปิรามิดรูปสี่เหลี่ยมมากกว่าปริมาตรของกรวยที่จารึกไว้ในปิรามิดนี้ใช่หรือไม่
ง่ายมาก - วาดมุมมองจากด้านล่าง เราจะเห็นว่ารัศมีของวงกลมที่ใหญ่กว่านั้นมากกว่ารัศมีของวงกลมที่เล็กกว่าหลายเท่า ความสูงของกรวยทั้งสองเท่ากัน ดังนั้นปริมาตรของกรวยที่ใหญ่กว่าจะมีขนาดใหญ่เป็นสองเท่า
อื่น จุดสำคัญ- จำไว้ว่าในปัญหาของภาคบี ตัวเลือกการสอบ Unified Stateในทางคณิตศาสตร์ คำตอบจะเขียนเป็นจำนวนเต็มหรือจำนวนจำกัด ทศนิยม- ดังนั้นจึงไม่ควรมีหรืออยู่ในคำตอบของคุณในส่วน ข. ไม่จำเป็นต้องทดแทนค่าโดยประมาณของตัวเลขเช่นกัน! มันต้องหดตัวแน่นอน! เพื่อจุดประสงค์นี้ในปัญหาบางอย่างจึงมีการกำหนดงานไว้ดังนี้: "ค้นหาพื้นที่ของพื้นผิวด้านข้างของทรงกระบอกหารด้วย"
สูตรสำหรับปริมาตรและพื้นที่ผิวของตัวการปฏิวัติใช้อยู่ที่ไหนอีก? แน่นอนในปัญหา C2 (16) เราจะบอกคุณเกี่ยวกับเรื่องนี้ด้วย
เรารู้ว่ากรวยคืออะไร ลองหาพื้นที่ผิวของมันกันดีกว่า ทำไมคุณต้องแก้ไขปัญหาดังกล่าว? เช่นต้องเข้าใจว่าเท่าไหร่ การทดสอบจะทำงานสำหรับทำโคนวาฟเฟิล? หรือต้องใช้อิฐกี่ก้อนในการสร้างหลังคาปราสาทอิฐ?
การวัดพื้นที่ผิวด้านข้างของกรวยไม่สามารถทำได้ แต่ลองนึกภาพเขาอันเดียวกันที่ห่อด้วยผ้า หากต้องการหาพื้นที่ของผ้าคุณต้องตัดแล้ววางลงบนโต๊ะ ผลลัพธ์ที่ได้คือรูปทรงแบน เราสามารถหาพื้นที่ของมันได้
ข้าว. 1. ส่วนของกรวยตามแนวเจเนราทริกซ์
ลองทำแบบเดียวกันกับกรวยกัน มา "ตัด" กัน พื้นผิวด้านข้างร่วมกับยีนใด ๆ ตัวอย่างเช่น (ดูรูปที่ 1)
ตอนนี้มา "ผ่อนคลาย" พื้นผิวด้านข้างบนเครื่องบินกันดีกว่า เราได้รับภาค ศูนย์กลางของเซกเตอร์นี้คือจุดยอดของกรวย รัศมีของเซกเตอร์เท่ากับเจเนราทริกซ์ของกรวย และความยาวของส่วนโค้งเกิดขึ้นพร้อมกับเส้นรอบวงของฐานของกรวย ภาคนี้เรียกว่าการพัฒนาพื้นผิวด้านข้างของกรวย (ดูรูปที่ 2)
ข้าว. 2. การพัฒนาพื้นผิวด้านข้าง
ข้าว. 3. การวัดมุมเป็นเรเดียน
ลองค้นหาพื้นที่ของเซกเตอร์โดยใช้ข้อมูลที่มีอยู่ ขั้นแรก ขอแนะนำสัญลักษณ์: ปล่อยให้มุมที่จุดยอดของเซกเตอร์อยู่ในหน่วยเรเดียน (ดูรูปที่ 3)
เรามักจะต้องจัดการกับมุมที่อยู่ด้านบนสุดของปัญหา ในตอนนี้ เรามาลองตอบคำถามกันก่อนว่ามุมนี้จะเกิน 360 องศาไม่ได้หรือ? นั่นคือปรากฎว่าการกวาดจะทับซ้อนกันไม่ใช่หรือ? ไม่แน่นอน ลองพิสูจน์นี่ทางคณิตศาสตร์กัน ปล่อยให้การสแกน "ซ้อน" ไว้บนตัวมันเอง ซึ่งหมายความว่าความยาวของส่วนโค้งกวาดมากกว่าความยาวของวงกลมรัศมี แต่ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว ความยาวของส่วนโค้งกวาดคือความยาวของวงกลมรัศมี และแน่นอนว่ารัศมีของฐานของกรวยนั้นน้อยกว่าเจเนราทริกซ์ เช่น เนื่องจากขาของสามเหลี่ยมมุมฉากนั้นน้อยกว่าด้านตรงข้ามมุมฉาก
จากนั้น เรามาจำสูตรสองสูตรจากหลักสูตรแผนผังระนาบกัน: ความยาวส่วนโค้ง พื้นที่ภาค: .
ในกรณีของเรา บทบาทนี้เล่นโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้า , และความยาวของส่วนโค้งเท่ากับเส้นรอบวงฐานของกรวยนั่นเอง เรามี:
ในที่สุดเราก็ได้: .
นอกจากพื้นที่ผิวด้านข้างแล้ว ยังสามารถหาพื้นที่ผิวทั้งหมดได้อีกด้วย ในการทำเช่นนี้ต้องเพิ่มพื้นที่ของฐานเข้ากับพื้นที่พื้นผิวด้านข้าง แต่ฐานเป็นวงกลมรัศมีซึ่งมีพื้นที่ตามสูตรเท่ากับ
ในที่สุดเราก็มี: , โดยที่รัศมีของฐานทรงกระบอกคือเจเนราทริกซ์
มาแก้ปัญหาสองสามข้อโดยใช้สูตรที่กำหนดกัน
ข้าว. 4. มุมที่ต้องการ
ตัวอย่างที่ 1- การพัฒนาพื้นผิวด้านข้างของกรวยเป็นเซกเตอร์ที่มีมุมที่ปลายยอด ค้นหามุมนี้หากความสูงของกรวยคือ 4 ซม. และรัศมีของฐานคือ 3 ซม. (ดูรูปที่ 4)
ข้าว. 5. สามเหลี่ยมมุมฉากสร้างกรวย
จากการกระทำครั้งแรกตามทฤษฎีบทพีทาโกรัส เราพบเครื่องกำเนิด: 5 ซม. (ดูรูปที่ 5) ต่อไปเรารู้แล้วว่า .
ตัวอย่างที่ 2- พื้นที่หน้าตัดตามแนวแกนของกรวยเท่ากับ ความสูงเท่ากับ ค้นหาพื้นที่ผิวทั้งหมด (ดูรูปที่ 6)