Усечённый конус — это фигура, полученная из конуса отсечением его верхней части параллельно основанию. Для решения геометрической задачи с усечённым конусом, важно понимать его параметры и связи между ними.
Рассмотрим вашу задачу. У нас есть усечённый конус с радиусами оснований ( R_1 = 10 ) см (большего основания) и ( R_2 = 6 ) см (меньшего основания). Образующая конуса наклонена к плоскости большего основания под углом ( 60^\circ ).
Параметры усечённого конуса
- Образующая ( l ): это линия, соединяющая точки на краях оснований конуса.
- Высота ( h ): это перпендикулярное расстояние между основаниями конуса.
Определим высоту ( h )
Образующая ( l ) наклонена под углом ( 60^\circ ) к плоскости большего основания. Это значит, что мы можем использовать тригонометрические функции для нахождения высоты ( h ).
Образующая ( l ) составляет гипотенузу прямоугольного треугольника, в котором высота ( h ) и разность радиусов ( R_1 - R_2 ) составляют катеты.
Из тригонометрических соотношений:
[ \cos(60^\circ) = \frac{h}{l} ]
Поскольку (\cos(60^\circ) = \frac{1}{2}):
[ \frac{1}{2} = \frac{h}{l} ]
[ h = \frac{l}{2} ]
Найдём образующую ( l )
Теперь рассмотрим прямоугольный треугольник, образованный высотой ( h ), разностью радиусов ( R_1 - R_2 ) и образующей ( l ):
[ (R_1 - R_2) = 10 \text{ см} - 6 \text{ см} = 4 \text{ см} ]
Используя теорему Пифагора:
[ l = \sqrt{h^2 + (R_1 - R_2)^2} ]
Подставим ( h = \frac{l}{2} ):
[ l = \sqrt{\left(\frac{l}{2}\right)^2 + 4^2} ]
[ l = \sqrt{\frac{l^2}{4} + 16} ]
Решим это уравнение:
[ l^2 = \frac{l^2}{4} + 16 ]
[ 4l^2 = l^2 + 64 ]
[ 3l^2 = 64 ]
[ l^2 = \frac{64}{3} ]
[ l = \sqrt{\frac{64}{3}} ]
[ l = \frac{8}{\sqrt{3}} ]
[ l = \frac{8\sqrt{3}}{3} \text{ см} ]
Найдём высоту ( h )
Теперь можем найти высоту ( h ):
[ h = \frac{l}{2} = \frac{4\sqrt{3}}{3} \text{ см} ]
Вывод
Основные параметры усечённого конуса:
- Радиусы оснований: ( R_1 = 10 \text{ см} ) и ( R_2 = 6 \text{ см} )
- Образующая конуса: ( l = \frac{8\sqrt{3}}{3} \text{ см} )
- Высота конуса: ( h = \frac{4\sqrt{3}}{3} \text{ см} )
- Угол наклона образующей к плоскости большего основания: ( 60^\circ )
Эти параметры позволяют полностью определить геометрическую форму и размер усечённого конуса.