Для решения задачи начнем с анализа данного сечения цилиндра. Плоскость, проведенная параллельно оси цилиндра, образует прямоугольник в сечении. Одна из сторон этого прямоугольника (перпендикулярная оси) равна длине отсеченной дуги в основании цилиндра, а другая сторона (параллельная оси) равна высоте цилиндра.
Рассмотрим окружность основания цилиндра. Дуга в 120 градусов соответствует третьей части полной окружности. Если радиус окружности равен ( R ), то длина дуги, которую отсечет секущая плоскость, равна ( \frac{2\pi R \cdot 120}{360} = \frac{2\pi R}{3} ).
Поскольку диагональ сечения равна 20 см и удалена от оси на 3 см, можно использовать теорему Пифагора для нахождения радиуса цилиндра. Плоскость сечения делит радиус на две части: одна часть от центра основания до сечения равна ( R - 3 ) см, другая — от сечения до края основания (по радиусу), равна ( 3 ) см. Таким образом, ( R - 3 + 3 = R ).
Также в прямоугольнике сечения диагональ соединяет точки, делящие размеры сторон в отношении, определяемом углом дуги. Высоту ( H ) цилиндра можем найти из соотношения в прямоугольном треугольнике, образованном диагональю, одной из сторон прямоугольника и высотой цилиндра:
[ H^2 + \left(\frac{2\pi R}{3}\right)^2 = 20^2 ]
[ H^2 + \frac{4\pi^2 R^2}{9} = 400 ]
Отсюда найдем ( H ):
[ H = \sqrt{400 - \frac{4\pi^2 R^2}{9}} ]
Наконец, площадь боковой поверхности цилиндра равна произведению периметра основания на высоту:
[ S = 2\pi R \cdot H ]
[ S = 2\pi R \sqrt{400 - \frac{4\pi^2 R^2}{9}} ]
Для полного решения задачи потребовалось бы найти ( R ) через дополнительные соотношения или измерения, поскольку информации в условии задачи недостаточно для однозначного вычисления ( R ) и, соответственно, ( H ).