Для решения задачи, нам необходимо понять, как прямоугольник превращается в цилиндр при вращении и использовать соответствующие формулы для вычисления объема и площади поверхности цилиндра.
Дано:
- Диагональ прямоугольника: ( d = 5 ) см
- Одна из сторон прямоугольника: ( a = 3 ) см
Шаг 1: Найти вторую сторону прямоугольника
Пусть вторая сторона прямоугольника будет ( b ). По теореме Пифагора для прямоугольника имеем:
[ a^2 + b^2 = d^2 ]
Подставляем известные значения:
[ 3^2 + b^2 = 5^2 ]
[ 9 + b^2 = 25 ]
[ b^2 = 16 ]
[ b = 4 \text{ см} ]
Шаг 2: Определить параметры цилиндра
При вращении прямоугольника вокруг стороны длиной 3 см, эта сторона становится высотой цилиндра ( h = 3 ) см, а сторона длиной 4 см становится диаметром основания цилиндра. Поэтому радиус основания ( r ) будет:
[ r = \frac{4}{2} = 2 \text{ см} ]
Шаг 3: Найти объем цилиндра
Формула объема цилиндра:
[ V = \pi r^2 h ]
Подставляем значения:
[ V = \pi (2)^2 (3) ]
[ V = \pi \cdot 4 \cdot 3 ]
[ V = 12\pi \text{ кубических сантиметров} ]
Шаг 4: Найти площадь полной поверхности цилиндра
Площадь полной поверхности цилиндра состоит из площади боковой поверхности и площади двух оснований.
- Площадь боковой поверхности:
[ S_{\text{бок}} = 2\pi r h ]
Подставляем значения:
[ S{\text{бок}} = 2\pi (2)(3) ]
[ S{\text{бок}} = 12\pi \text{ квадратных сантиметров} ]
- Площадь двух оснований (площадь одного основания ( S{\text{осн}} = \pi r^2 )):
[ S{\text{осн}} = \pi (2)^2 ]
[ S_{\text{осн}} = 4\pi \text{ квадратных сантиметров} ]
Площадь двух оснований:
[ 2S{\text{осн}} = 2 \cdot 4\pi ]
[ 2S{\text{осн}} = 8\pi \text{ квадратных сантиметров} ]
Общая площадь поверхности цилиндра:
[ S{\text{общ}} = S{\text{бок}} + 2S{\text{осн}} ]
[ S{\text{общ}} = 12\pi + 8\pi ]
[ S_{\text{общ}} = 20\pi \text{ квадратных сантиметров} ]
Ответы:
а) Объем цилиндра: ( 12\pi ) кубических сантиметров.
б) Площадь полной поверхности цилиндра: ( 20\pi ) квадратных сантиметров.