Przejdź do treści

Obrót trójkąta prostokątnego wokół przeciwprostokątnej - dwa stożki

Szkoła średnia trudne

Trójkąt prostokątny o przyprostokątnych 66 i 88 obracamy dookoła prostej zawierającej przeciwprostokątną. Oblicz objętość i pole powierzchni otrzymanej bryły.

6 8 r A B C D
Trójkąt ABC obracany wokół przeciwprostokątnej AB. Wierzchołek C zakreśla okrąg o promieniu r - wspólną podstawę dwóch stożków.

Rozwiązanie

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

Krok 1. Jaka bryła powstaje. Wysokość CDCD opuszczona na przeciwprostokątną dzieli trójkąt na dwa trójkąty prostokątne. Każdy obraca się wokół swojej przyprostokątnej leżącej na osi, więc powstają dwa stożki o wspólnej podstawie - kole o promieniu r=CDr = CD.

Krok 2. Przeciwprostokątna i promień. AB=36+64=10AB = \sqrt{36 + 64} = 10. Pole trójkąta liczone na dwa sposoby daje wysokość:

6⋅82=10⋅r2⟹r=4810=4,8.\frac{6 \cdot 8}{2} = \frac{10 \cdot r}{2} \quad\Longrightarrow\quad r = \frac{48}{10} = 4{,}8.

Krok 3. Objętość. Wysokości stożków H1=ADH_1 = AD i H2=DBH_2 = DB sumują się do AB=10AB = 10, więc nie trzeba ich liczyć osobno:

V=13πr2H1+13πr2H2=13πr2(H1+H2)=13π⋅23,04⋅10=76,8π.V = \frac{1}{3}\pi r^2 H_1 + \frac{1}{3}\pi r^2 H_2 = \frac{1}{3}\pi r^2 (H_1 + H_2) = \frac{1}{3}\pi \cdot 23{,}04 \cdot 10 = 76{,}8\pi.

Krok 4. Pole powierzchni. Bryła nie ma podstaw - tylko dwie powierzchnie boczne o tworzących 66 i 88 i wspólnym promieniu rr:

P=πr⋅6+πr⋅8=π⋅4,8⋅14=67,2π.P = \pi r \cdot 6 + \pi r \cdot 8 = \pi \cdot 4{,}8 \cdot 14 = 67{,}2\pi.

Odpowiedź. V=76,8π≈241,3V = 76{,}8\pi \approx 241{,}3, P=67,2π≈211,1P = 67{,}2\pi \approx 211{,}1.