Чтобы найти площадь сечения конуса плоскостью, параллельной основанию, необходимо сначала понять, что такое подобные сечения. Такие сечения — это круги, радиус которых зависит от высоты, на которой они находятся.
Дан конус с радиусом основания ( R = 7 ) см и высотой ( h = 7 ) см. Мы ищем площадь сечения, находящегося на расстоянии 4 см от вершины. Это значит, что высота от вершины до сечения составляет ( h_1 = 4 ) см, а расстояние от сечения до основания ( h_2 = 7 - 4 = 3 ) см.
Из подобия треугольников (большого — образующего конус, и малого — образующего сечение) следует, что радиус сечения ( r ) пропорционален высоте от сечения до вершины.
Соотношение радиусов и высот для подобных треугольников:
[
\frac{r}{R} = \frac{h_1}{h}
]
Подставляем известные значения:
[
\frac{r}{7} = \frac{4}{7}
]
Отсюда радиус сечения:
[
r = 7 \times \frac{4}{7} = 4 \text{ см}
]
Теперь найдем площадь сечения, которая является площадью круга с радиусом ( r = 4 ) см:
[
S = \pi r^2 = \pi \times 4^2 = 16\pi \text{ см}^2
]
Таким образом, площадь сечения конуса на расстоянии 4 см от вершины равна ( 16\pi \text{ см}^2 ).