Przejdź do treści

Stożek przecięty w połowie wysokości - stosunek objętości części 1 : 7

Szkoła średnia średnie

Stożek o objętości 96π96\pi przecięto płaszczyzną równoległą do podstawy, przechodzącą przez środek jego wysokości. Oblicz objętości obu otrzymanych części i ich stosunek. Jaką częścią pola podstawy jest pole przekroju?

l/2 l/2
Płaszczyzna w połowie wysokości dzieli też każdą tworzącą l na połowy i odcina mały stożek podobny do całego w skali 1/2. Pod nim zostaje stożek ścięty.

Rozwiązanie

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

Krok 1. Odcięty stożek jest podobny. Mały stożek nad płaszczyzną ma ten sam wierzchołek i te same tworzące co cały stożek, a jego podstawa jest równoległa do dużej. Z twierdzenia Talesa jego wysokość i promień są dwa razy mniejsze: skala k=12k = \frac{1}{2}.

Krok 2. Objętość małego stożka.

Vmały=k3⋅V=18⋅96π=12π.V_{\text{mały}} = k^3 \cdot V = \frac{1}{8} \cdot 96\pi = 12\pi.

Krok 3. Objętość stożka ściętego.

Vsˊcięty=96π−12π=84π,VmałyVsˊcięty=12π84π=17.V_{\text{ścięty}} = 96\pi - 12\pi = 84\pi, \qquad \frac{V_{\text{mały}}}{V_{\text{ścięty}}} = \frac{12\pi}{84\pi} = \frac{1}{7}.

Krok 4. Pole przekroju. Przekrój jest podstawą małego stożka, a pola rosną z k2k^2:

PprzekrojuPpodstawy=k2=14.\frac{P_{\text{przekroju}}}{P_{\text{podstawy}}} = k^2 = \frac{1}{4}.

Odpowiedź. Części mają objętości 12π12\pi (mały stożek) i 84π84\pi (stożek ścięty), w stosunku 1:71 : 7; pole przekroju to 14\frac{1}{4} pola podstawy.

Pułapka. Przecięcie „w połowie wysokości” nie dzieli objętości na połowy - górna część ma tylko 18\frac{1}{8} objętości. Lekcja: bryły podobne.