Для решения задачи, давайте рассмотрим осевое сечение цилиндра. Осевое сечение цилиндра представляет собой прямоугольник, одна сторона которого равна высоте цилиндра ( h ), а другая сторона равна диаметру основания цилиндра ( 2r ). Диагональ этого прямоугольника равна 48 см. Угол между диагональю и образующей цилиндра равен 60 градусов.
Обозначения:
- ( d ) - диагональ осевого сечения цилиндра.
- ( h ) - высота цилиндра.
- ( 2r ) - диаметр основания цилиндра.
- ( r ) - радиус основания цилиндра.
Из условия:
- ( d = 48 ) см
- угол между диагональю и образующей цилиндра ( \theta = 60^\circ )
- Найдём высоту цилиндра ( h ):
В прямоугольнике диагональ делит его на два равных прямоугольных треугольника. Воспользуемся тригонометрией для вычислений.
В прямоугольном треугольнике с гипотенузой ( d ), высотой ( h ) и основанием ( 2r ) можно записать:
[ \cos(\theta) = \frac{h}{d} ]
Подставим известные значения:
[ \cos(60^\circ) = \frac{h}{48} ]
[ \frac{1}{2} = \frac{h}{48} ]
Решим это уравнение для ( h ):
[ h = 48 \cdot \frac{1}{2} ]
[ h = 24 \text{ см} ]
- Найдём радиус цилиндра ( r ):
Теперь используем теорему Пифагора для прямоугольного треугольника, где гипотенуза ( d ), один катет ( h ), а другой катет ( 2r ):
[ d^2 = h^2 + (2r)^2 ]
Подставим известные значения:
[ 48^2 = 24^2 + (2r)^2 ]
[ 2304 = 576 + 4r^2 ]
Решим это уравнение для ( r ):
[ 2304 - 576 = 4r^2 ]
[ 1728 = 4r^2 ]
[ r^2 = \frac{1728}{4} ]
[ r^2 = 432 ]
[ r = \sqrt{432} ]
[ r = 12\sqrt{3} \text{ см} ]
- Найдём площадь основания цилиндра ( S ):
Площадь основания цилиндра равна площади круга с радиусом ( r ):
[ S = \pi r^2 ]
Подставим найденное значение ( r ):
[ S = \pi (12\sqrt{3})^2 ]
[ S = \pi \cdot 144 \cdot 3 ]
[ S = 432\pi \text{ см}^2 ]
Итак, итоговые ответы:
- Высота цилиндра ( h = 24 ) см.
- Радиус цилиндра ( r = 12\sqrt{3} ) см.
- Площадь основания цилиндра ( S = 432\pi ) см².