Для того чтобы найти длину линии пересечения двух сфер, нам нужно понять, что эта линия представляет собой окружность, которая образуется в результате пересечения двух сфер.
Обозначим радиусы сфер как ( R_1 ) и ( R_2 ), а расстояние между их центрами как ( d ). В нашем случае:
- ( R_1 = 4 ) см,
- ( R_2 = 3 ) см,
- ( d = 5 ) см.
Когда две сферы пересекаются, они образуют окружность пересечения. Радиус этой окружности можно найти, используя следующее соотношение, которое выводится из геометрических соображений и теоремы Пифагора:
[ R_c = \sqrt{R_1^2 - \left( \frac{d^2 - R_2^2 + R_1^2}{2d} \right)^2} ]
Теперь подставим значения:
- Сначала вычислим промежуточное значение:
[ \frac{d^2 - R_2^2 + R_1^2}{2d} ]
Подставим значения:
[ \frac{5^2 - 3^2 + 4^2}{2 \cdot 5} = \frac{25 - 9 + 16}{10} = \frac{32}{10} = 3.2 ]
- Теперь подставим это значение в формулу для радиуса окружности пересечения:
[ R_c = \sqrt{4^2 - 3.2^2} = \sqrt{16 - 10.24} = \sqrt{5.76} = 2.4 \ \text{см} ]
Итак, радиус окружности пересечения равен 2.4 см.
Теперь можем найти длину окружности пересечения. Длина окружности (периметр окружности) определяется формулой:
[ L = 2\pi R_c ]
Подставим значение радиуса:
[ L = 2\pi \cdot 2.4 = 4.8\pi \ \text{см} ]
Таким образом, длина линии, по которой пересекаются поверхности данных шаров, составляет ( 4.8\pi ) см.