Для решения задачи о поверхности тела, полученного вращением прямоугольного треугольника вокруг гипотенузы, нам нужно выполнить следующие шаги:
Шаг 1: Разбиение на конусы
Когда прямоугольный треугольник вращается вокруг гипотенузы, образуются два конуса с общей вершиной. Вершина каждого из конусов - это один из концов гипотенузы, а основания конусов - это окружности, которые получаются в результате вращения катетов треугольника.
Шаг 2: Нахождение радиусов оснований конусов
Пусть длины катетов треугольника будут (a) и (b). Тогда радиусы оснований конусов будут равны (a) и (b) соответственно. По теореме Пифагора:
[ a^2 + b^2 = 25^2 ]
Из условия задачи известно, что высота, проведенная к гипотенузе, равна 12 см. Высота, опущенная на гипотенузу в прямоугольном треугольнике, делит треугольник на два подобных треугольника, каждый из которых подобен исходному треугольнику. В таком случае, высота (h = 12) см пропорционально делит гипотенузу на отрезки (p) и (q), такие что (p + q = 25) см и (pq = a^2) (так как площадь треугольника также можно выразить как (\frac{1}{2}pq)).
Высота (h) как радиус окружности, описанной вокруг прямоугольного треугольника, также вычисляется по формуле:
[ h = \frac{a \cdot b}{25} ]
Откуда следует, что:
[ 12 = \frac{a \cdot b}{25} ]
[ a \cdot b = 300 ]
Имеем систему:
[ \begin{cases}
a^2 + b^2 = 625 \
a \cdot b = 300
\end{cases}
]
Решая её, находим:
[ a = 15, b = 20 ] или наоборот (зависит от выбора, какой катет какому равен).
Шаг 3: Вычисление площади поверхности каждого из конусов и их суммирование
Площадь боковой поверхности конуса вычисляется по формуле:
[ S = \pi \cdot r \cdot l ]
где (r) - радиус основания, а (l) - образующая конуса, которая равна гипотенузе треугольника, т.е. 25 см.
Таким образом, для двух конусов:
[ S_1 = \pi \cdot 15 \cdot 25 = 375\pi ]
[ S_2 = \pi \cdot 20 \cdot 25 = 500\pi ]
Итого, площадь поверхности тела вращения:
[ S_{total} = S_1 + S_2 = 875\pi \, \text{см}^2 ]
Это и есть ответ к задаче.