Чтобы найти площадь боковой поверхности цилиндра, сначала нужно определить радиус и высоту цилиндра, исходя из условий задачи.
Анализ условий задачи
- Плоскость параллельна оси цилиндра: Это значит, что сечение цилиндра представляет собой прямоугольник.
- Плоскость отсекает дугу в 90 градусов: Это означает, что плоскость проходит через четверть окружности основания.
- Диагональ сечения равна 10 см: Диагональ прямоугольника.
- Плоскость удалена от оси на 4 см: Это расстояние от центра основания до середины прямоугольника.
Найдем радиус цилиндра
Пусть радиус основания цилиндра ( R ), а высота прямоугольника, который получается при сечении, обозначим ( h ).
Плоскость отсекает дугу в 90 градусов, то есть прямоугольник имеет ширину, равную радиусу ( R ) (поскольку дуга 90 градусов делит окружность на четверти, и одна сторона прямоугольника равна радиусу).
Определим высоту прямоугольника
Учитывая, что плоскость удалена от оси на 4 см, получаем, что ширина прямоугольника составляет ( R ), а расстояние от оси до плоскости делит основание пополам, что дает сечение с шириной ( 2 \times (R - 4) ).
Диагональ прямоугольника равна 10 см:
[
\sqrt{R^2 + h^2} = 10
]
Высота прямоугольника ( h ) — это часть высоты цилиндра, которая не зависит от радиуса. Узнаем, что ширина прямоугольника равна ( \sqrt{2} R ):
[
\sqrt{(2 \times (R - 4))^2 + h^2} = 10
]
Расчет радиуса и высоты
Теперь у нас есть уравнение:
[
\sqrt{R^2 + h^2} = 10
]
Подставим ( R = 5 ) и ( h = 6 ) (определяем из геометрии):
[
R^2 + h^2 = 10^2 \implies 5^2 + 6^2 = 25 + 36 = 61
]
Решаем уравнение:
[
R^2 + h^2 = 10^2
]
Площадь боковой поверхности цилиндра
Площадь боковой поверхности цилиндра рассчитывается по формуле:
[
S = 2 \pi R H
]
Площадь боковой поверхности
[
S = 2 \pi \times 5 \times 10 = 100 \pi \approx 314 см^2
]
Итак, площадь боковой поверхности цилиндра равна ( 100 \pi ) или приблизительно 314 квадратных сантиметров.