Для решения задачи найдем сначала радиус основания конуса, а затем вычислим площадь боковой поверхности.
- Определение радиуса основания:
Образующая ( l ) конуса наклонена к плоскости основания под углом ( \theta = 60^\circ ). Из геометрических соображений можно заметить, что образующая, высота и радиус основания образуют прямоугольный треугольник, где:
- Гипотенуза — это образующая ( l = 20 ) см.
- Катет, лежащий напротив угла ( \theta ), — это радиус основания ( r ).
- Другой катет — это высота ( h ) конуса.
По определению синуса угла:
[
\sin(\theta) = \frac{r}{l}
]
Подставим известные значения:
[
\sin(60^\circ) = \frac{r}{20}
]
Зная, что (\sin(60^\circ) = \frac{\sqrt{3}}{2}), найдем ( r ):
[
\frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{r}{20}
]
[
r = 20 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = 10\sqrt{3} \, \text{см}
]
- Вычисление площади боковой поверхности:
Площадь боковой поверхности конуса ( S ) определяется формулой:
[
S = \pi r l
]
Подставим найденные значения ( r = 10\sqrt{3} ) см и ( l = 20 ) см:
[
S = \pi \cdot 10\sqrt{3} \cdot 20
]
[
S = 200\pi\sqrt{3} \, \text{см}^2
]
Таким образом, площадь боковой поверхности конуса составляет ( 200\pi\sqrt{3} ) квадратных сантиметров.