Для решения задачи о нахождении площади сечения шара плоскостью, начнем с анализа данной информации и геометрических соотношений.
Дано:
- Радиус шара ( R = 41 ) дм.
- Расстояние от центра шара до плоскости ( d = 9 ) дм.
Найти:
- Площадь сечения, образуемого плоскостью.
Решение:
Сечение шара плоскостью, которая не проходит через центр шара, представляет собой круг. Чтобы найти площадь этого круга, нужно сначала определить его радиус.
Обозначим:
Используем теорему Пифагора для треугольника, образованного радиусом шара, расстоянием от центра шара до плоскости и радиусом сечения. Этот треугольник прямоугольный, где гипотенуза — это радиус шара ( R ), один катет — это расстояние от центра шара до плоскости ( d ), а второй катет — это радиус сечения ( r ).
По теореме Пифагора:
[ R^2 = d^2 + r^2 ]
Подставляем известные значения:
[ 41^2 = 9^2 + r^2 ]
[ 1681 = 81 + r^2 ]
[ r^2 = 1681 - 81 ]
[ r^2 = 1600 ]
[ r = \sqrt{1600} ]
[ r = 40 \text{ дм} ]
Теперь, когда мы знаем радиус круга, который является сечением шара, можем найти его площадь. Площадь круга вычисляется по формуле:
[ S = \pi r^2 ]
Подставляем найденное значение радиуса:
[ S = \pi \times 40^2 ]
[ S = \pi \times 1600 ]
[ S = 1600\pi \text{ дм}^2 ]
Ответ:
Площадь сечения шара плоскостью, находящейся на расстоянии 9 дм от центра шара, составляет ( 1600\pi ) квадратных дециметров.
Рисунок:
Для наглядности можно представить следующую схему:
- Нарисуйте большой круг, представляющий сечение шара (вид сбоку).
- В центре круга укажите точку ( O ) — центр шара.
- Проведите вертикальную прямую через центр круга, обозначив её как ось ( z ).
- Отметьте точку на оси ( z ), находящуюся на расстоянии 9 дм от центра ( O ), и обозначьте её как ( P ).
- Через точку ( P ) проведите горизонтальную линию, которая будет пересекаться с окружностью шара. Эта линия представляет собой сечение плоскостью.
- Отметьте радиус образовавшегося круга-сечения, который равен 40 дм.
Этот рисунок поможет лучше визуализировать задачу и понять геометрические соотношения.