Чтобы найти объем и площадь полной поверхности тела вращения, образованного вращением прямоугольного треугольника вокруг его меньшего катета, мы можем следовать следующим шагам:
1. Определение параметров
Дан прямоугольный треугольник с катетами 3 и 4. Пусть (a = 3) будет катет, вокруг которого происходит вращение, и (b = 4) будет второй катет. Гипотенузу (c) можно найти по теореме Пифагора:
[
c = \sqrt{a^2 + b^2} = \sqrt{3^2 + 4^2} = \sqrt{9 + 16} = \sqrt{25} = 5.
]
2. Объем тела вращения
При вращении треугольника вокруг катета длиной 3 образуется конус с высотой 3 и радиусом основания 4. Объем (V) конуса рассчитывается по формуле:
[
V = \frac{1}{3} \pi r^2 h,
]
где (r = 4) — радиус основания, (h = 3) — высота конуса. Подставляем значения:
[
V = \frac{1}{3} \pi \times 4^2 \times 3 = \frac{1}{3} \pi \times 16 \times 3 = \frac{1}{3} \times 48 \pi = 16 \pi.
]
3. Площадь полной поверхности
Площадь полной поверхности конуса (S) состоит из площади боковой поверхности и площади основания:
[
S = S{\text{бок}} + S{\text{осн}}.
]
- Площадь основания (S_{\text{осн}}) равна площади круга с радиусом 4:
[
S_{\text{осн}} = \pi r^2 = \pi \times 4^2 = 16\pi.
]
- Площадь боковой поверхности (S_{\text{бок}}) равна:
[
S_{\text{бок}} = \pi r l,
]
где (l) — длина образующей, равная гипотенузе треугольника, то есть (l = 5). Подставляем значения:
[
S_{\text{бок}} = \pi \times 4 \times 5 = 20\pi.
]
Теперь суммируем обе площади:
[
S = S{\text{бок}} + S{\text{осн}} = 20\pi + 16\pi = 36\pi.
]
Итог
Объем тела вращения равен (16\pi), а площадь полной поверхности равна (36\pi).