Для решения задачи начнем с анализа данных и введения необходимых обозначений.
Пусть радиус основания цилиндра равен ( r ), высота цилиндра равна ( h ), а образующая цилиндра равна ( l ).
По условию, площадь осевого сечения цилиндра равна 108 см². Осевое сечение цилиндра представляет собой прямоугольник, одна из сторон которого равна высоте цилиндра ( h ), а другая — диаметру основания ( 2r ). Таким образом, площадь осевого сечения вычисляется как произведение этих сторон:
[ 2r \cdot h = 108 ]
Теперь переходим к образующей цилиндра. По условию, образующая ( l ) в три раза меньше диаметра основания:
[ l = \frac{2r}{3} ]
Из геометрии цилиндра известно, что образующая цилиндра совпадает с его высотой ( h ):
[ h = \frac{2r}{3} ]
Теперь у нас есть два уравнения:
- ( 2r \cdot h = 108 )
- ( h = \frac{2r}{3} )
Подставим ( h = \frac{2r}{3} ) в первое уравнение:
[ 2r \cdot \frac{2r}{3} = 108 ]
Решим это уравнение для нахождения ( r ):
[ \frac{4r^2}{3} = 108 ]
[ 4r^2 = 324 ]
[ r^2 = 81 ]
[ r = 9 \, \text{см} ]
Теперь найдем высоту ( h ):
[ h = \frac{2r}{3} = \frac{2 \cdot 9}{3} = 6 \, \text{см} ]
Теперь, имея значения радиуса и высоты, можем найти площадь полной поверхности цилиндра. Площадь полной поверхности цилиндра ( S ) состоит из площади боковой поверхности и площади двух оснований:
[ S{\text{полная}} = S{\text{боковая}} + 2S_{\text{основания}} ]
Площадь основания ( S_{\text{основания}} ) — это площадь круга радиуса ( r ):
[ S_{\text{основания}} = \pi r^2 = \pi \cdot 9^2 = 81\pi \, \text{см}^2 ]
Площадь двух оснований:
[ 2S_{\text{основания}} = 2 \cdot 81\pi = 162\pi \, \text{см}^2 ]
Площадь боковой поверхности ( S_{\text{боковая}} ) вычисляется как произведение длины окружности основания и высоты цилиндра:
[ S_{\text{боковая}} = 2\pi r h = 2\pi \cdot 9 \cdot 6 = 108\pi \, \text{см}^2 ]
Теперь сложим площади боковой поверхности и двух оснований:
[ S_{\text{полная}} = 108\pi + 162\pi = 270\pi \, \text{см}^2 ]
Таким образом, площадь полной поверхности цилиндра равна:
[ 270\pi \, \text{см}^2 ]
Если требуется приблизительное значение, то можно подставить значение (\pi \approx 3.14):
[ S_{\text{полная}} \approx 270 \cdot 3.14 = 847.8 \, \text{см}^2 ]
Итак, площадь полной поверхности цилиндра составляет ( 270\pi \, \text{см}^2 ) или приблизительно 847.8 см².