Давайте разберем задачу шаг за шагом.
Дано:
- Радиусы оснований усеченного конуса ( R = 8 ) и ( r = 5 ).
- Образующая наклонена к плоскости основания под углом ( 60^\circ ).
Найти:
- Высоту усеченного конуса ( h ).
- Площадь боковой поверхности усеченного конуса ( S ).
Решение:
1. Высота усеченного конуса ( h )
Для начала, разберемся с высотой. Образующая ( l ) наклонена к плоскости основания под углом ( 60^\circ ). Напомним, что образующая ( l ) — это линия, соединяющая точки на окружностях двух оснований усеченного конуса.
Из геометрии усеченного конуса известно, что:
[ \cos \theta = \frac{h}{l} ]
где ( \theta = 60^\circ ).
А также:
[ \sin \theta = \frac{R - r}{l} ]
где ( R ) и ( r ) — радиусы оснований.
Давайте выразим ( l ) для ( \sin \theta ):
[ \sin 60^\circ = \frac{R - r}{l} ]
[ \frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{8 - 5}{l} ]
[ \frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{3}{l} ]
[ l = \frac{3 \cdot 2}{\sqrt{3}} ]
[ l = \frac{6}{\sqrt{3}} ]
[ l = 2\sqrt{3} \cdot \sqrt{3} ]
[ l = 2 \cdot 3 ]
[ l = 6 ]
Теперь используем ( \cos \theta ) для нахождения высоты ( h ):
[ \cos 60^\circ = \frac{h}{l} ]
[ \frac{1}{2} = \frac{h}{6} ]
[ h = 6 \cdot \frac{1}{2} ]
[ h = 3 ]
Таким образом, высота усеченного конуса ( h = 3 ).
2. Площадь боковой поверхности усеченного конуса ( S )
Формула для площади боковой поверхности усеченного конуса:
[ S = \pi (R + r) l ]
Мы уже нашли ( l = 6 ).
Теперь подставим все значения:
[ S = \pi (8 + 5) \cdot 6 ]
[ S = \pi \cdot 13 \cdot 6 ]
[ S = 78\pi ]
Таким образом, площадь боковой поверхности усеченного конуса ( S = 78\pi ).
Ответ:
- Высота усеченного конуса ( h = 3 ).
- Площадь боковой поверхности усеченного конуса ( S = 78\pi ).