Для начала разберемся с основными характеристиками шара и условиями задачи. Диаметр шара равен 20 единиц, значит, радиус шара ( R ) равен половине диаметра, то есть ( R = \frac{20}{2} = 10 ) единиц.
Теперь рассмотрим, что через конец диаметра проведена плоскость под углом 45° к этому диаметру. Это означает, что плоскость не проходит через центр шара, а пересекает его таким образом, что образует сечение.
Чтобы найти площадь полученного сечения, нужно понять, какую геометрическую фигуру образует сечение. В данном случае сечение шара плоскостью представляет собой эллипс.
Теперь определим параметры эллипса. Для этого нам нужно знать два радиуса этой фигуры: большой полуось и малую полуось.
Большая полуось (a):
Большая полуось эллипса равна радиусу шара, так как плоскость проходит через конец диаметра под углом 45°, и таким образом, большая полуось будет равна ( R ).
( a = R = 10 ) единиц.
Малая полуось (b):
Малая полуось эллипса можно найти, зная угол наклона плоскости. Плоскость наклонена под углом 45° к диаметру, следовательно, проекция радиуса шара на плоскость будет ( R \cos(45°) ).
Мы знаем, что ( \cos(45°) = \frac{1}{\sqrt{2}} ).
[ b = R \cos(45°) = 10 \cdot \frac{1}{\sqrt{2}} = 10 \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} = 5\sqrt{2} ] единиц.
Теперь мы можем найти площадь эллипса, используя формулу площади для эллипса:
[ S = \pi a b ]
Подставим найденные значения:
[ S = \pi \cdot 10 \cdot 5\sqrt{2} ]
[ S = 50\sqrt{2}\pi ]
Таким образом, площадь полученного сечения шара плоскостью, проведенной под углом 45° к его диаметру, равна ( 50\sqrt{2}\pi ) квадратных единиц.