Конечно, давайте разберём эти задачи по геометрии.
Задача 1: Найдите радиус шара, если объём равен ( 288\pi ).
Формула объёма шара ( V ) выражается через радиус ( r ) следующим образом:
[ V = \frac{4}{3} \pi r^3 ]
Нам дан объём ( V = 288\pi ). Подставим это значение в формулу и решим для ( r ):
[ 288\pi = \frac{4}{3} \pi r^3 ]
Сократим на ( \pi \ ) с обеих сторон:
[ 288 = \frac{4}{3} r^3 ]
Чтобы избавиться от дроби, умножим обе стороны уравнения на ( \frac{3}{4} ):
[ 288 \times \frac{3}{4} = r^3 ]
[ 216 = r^3 ]
Теперь найдём кубический корень из 216:
[ r = \sqrt[3]{216} ]
216 представляется как ( 6^3 ), поэтому:
[ r = 6 ]
Итак, радиус шара равен ( 6 ).
Задача 2: Вершина квадрата лежат на сфере радиуса 10. Найдите расстояние от центра сфера до плоскости квадрата, если сторона квадрата равна ( 6\sqrt{2} ).
Рассмотрим сферу с центром в точке ( O ) и радиусом ( R = 10 ). Вершины квадрата лежат на сфере, а сторона квадрата равна ( 6\sqrt{2} ).
Пусть центр квадрата находится в точке ( P ). Квадрат расположен таким образом, что все его вершины касаются поверхности сферы.
Для нахождения расстояния от центра сферы ( O ) до плоскости квадрата воспользуемся следующим методом:
- Определим длину диагонали квадрата. Диагональ квадрата ( d ) с длиной стороны ( a ) выражается формулой:
[ d = a\sqrt{2} ]
Подставим ( a = 6\sqrt{2} ):
[ d = (6\sqrt{2})\sqrt{2} = 6 \cdot 2 = 12 ]
- Квадрат вписан в сферу, значит его диагональ является диаметром сферы. Диаметр сферы:
[ 2 \times R = 2 \times 10 = 20 ]
Однако мы видим, что диагональ квадрата ( d = 12 ) меньше диаметра сферы. Это значит, что квадрат расположен в плоскости, не проходящей через центр сферы.
Поскольку диагональ квадрата равна 12, а радиус сферы равен 10, мы можем рассмотреть треугольник, образованный радиусами сферы и половиной диагонали квадрата. Половина диагонали квадрата:
[ \frac{d}{2} = \frac{12}{2} = 6 ]
В этом треугольнике угол между радиусами ( R ) и ( 6 ) составляет прямой угол (90 градусов), так как половина диагонали квадрата и радиусы образуют прямоугольный треугольник.
Расстояние от центра сферы до плоскости квадрата ( h ) можно найти по теореме Пифагора:
[ R^2 = h^2 + \left( \frac{d}{2} \right)^2 ]
[ 10^2 = h^2 + 6^2 ]
[ 100 = h^2 + 36 ]
[ h^2 = 64 ]
[ h = \sqrt{64} ]
[ h = 8 ]
Итак, расстояние от центра сферы до плоскости квадрата равно ( 8 ).