Какова площадь сечения шара, если его радиус равен квадратному корню из 6 см и сечение проведено через концы трех взаимно перпендикулярных радиусов? Предоставьте решение, включая рисунок и подробное объяснение.
Ястребок
Для того чтобы решить данную задачу, мы можем воспользоваться знаниями о сечениях шара и свойствах перпендикулярных линий. Давайте разберемся пошагово:
Шаг 1: Найдем длины радиусов, которые пересекаются в точке сечения.
У нас имеется шар с радиусом, равным квадратному корню из 6 см. Обозначим его как \(R\).
Шаг 2: Построим рисунок для наглядности.
A
/ \
/ \
r/ \r
/ \
/_________\
B C
На рисунке, \(A\) - центр шара, \(AB\), \(AC\) и \(BC\) - радиусы шара, проходящие через точку сечения \(B\) и \(C\), соответственно.
Шаг 3: Применим свойства перпендикулярных линий.
Согласно условию задачи, радиусы \(AB\) и \(AC\) являются перпендикулярными. Это означает, что угол между ними составляет 90 градусов.
Шаг 4: Решим задачу с использованием теоремы Пифагора.
Используя теорему Пифагора для треугольника ABC, мы можем записать следующее уравнение:
\[AB^2 + AC^2 = BC^2\]
Шаг 5: Найдем значения для длины радиуса \(BC\).
Мы уже знаем, что длина радиуса \(AB\) равна радиусу шара \(R\). То есть, \(AB = R = \sqrt{6}\) см.
Используя теорему Пифагора, мы можем записать уравнение в таком виде:
\[(\sqrt{6})^2 + AC^2 = BC^2\]
\[6 + AC^2 = BC^2\]
Шаг 6: Найдем значение для длины радиуса \(AC\).
Так как радиусы \(AB\) и \(AC\) пересекаются в произвольной точке сечения, мы не знаем точные значения для длины \(AC\). Давайте обозначим его как \(x\) см.
Используя уравнение, которое мы получили в предыдущем шаге, мы можем записать следующее:
\[6 + x^2 = BC^2\]
Шаг 7: Найдем значение для площади сечения.
Площадь сечения шара равна площади круга, образованного сечением. Для нахождения площади круга, нам необходимо найти радиус сечения \(BC\).
Используя уравнение из шага 6, мы можем выразить \(BC^2\) в виде линейной функции от \(x\):
\[BC^2 = 6 + x^2\]
Так как сечение проведено через концы трех перпендикулярных радиусов, радиусы \(AB\), \(AC\) и \(BC\) образуют прямоугольный треугольник. Следовательно, длина радиуса \(BC\) равна гипотенузе этого треугольника.
Шаг 8: Применим теорему Пифагора для нахождения \(BC\) и используем его для вычисления площади сечения.
\[BC^2 = AB^2 + AC^2\]
\[6 + x^2 = (\sqrt{6})^2 + x^2\]
\[6 + x^2 = 6 + x^2\]
Мы видим, что \(BC^2\) исключаются из уравнения. Это говорит о том, что гипотенуза треугольника \(BC\) равна длине радиуса \(AB\), а следовательно, равна радиусу шара.
Таким образом, площадь сечения шара равна площади круга с радиусом \(\sqrt{6}\) см.
Давайте окончательно сформулируем наш ответ:
Площадь сечения шара с радиусом \(\sqrt{6}\) см, которое проведено через концы трех перпендикулярных радиусов, равна площади круга с радиусом \(\sqrt{6}\) см.
Шаг 1: Найдем длины радиусов, которые пересекаются в точке сечения.
У нас имеется шар с радиусом, равным квадратному корню из 6 см. Обозначим его как \(R\).
Шаг 2: Построим рисунок для наглядности.
A
/ \
/ \
r/ \r
/ \
/_________\
B C
На рисунке, \(A\) - центр шара, \(AB\), \(AC\) и \(BC\) - радиусы шара, проходящие через точку сечения \(B\) и \(C\), соответственно.
Шаг 3: Применим свойства перпендикулярных линий.
Согласно условию задачи, радиусы \(AB\) и \(AC\) являются перпендикулярными. Это означает, что угол между ними составляет 90 градусов.
Шаг 4: Решим задачу с использованием теоремы Пифагора.
Используя теорему Пифагора для треугольника ABC, мы можем записать следующее уравнение:
\[AB^2 + AC^2 = BC^2\]
Шаг 5: Найдем значения для длины радиуса \(BC\).
Мы уже знаем, что длина радиуса \(AB\) равна радиусу шара \(R\). То есть, \(AB = R = \sqrt{6}\) см.
Используя теорему Пифагора, мы можем записать уравнение в таком виде:
\[(\sqrt{6})^2 + AC^2 = BC^2\]
\[6 + AC^2 = BC^2\]
Шаг 6: Найдем значение для длины радиуса \(AC\).
Так как радиусы \(AB\) и \(AC\) пересекаются в произвольной точке сечения, мы не знаем точные значения для длины \(AC\). Давайте обозначим его как \(x\) см.
Используя уравнение, которое мы получили в предыдущем шаге, мы можем записать следующее:
\[6 + x^2 = BC^2\]
Шаг 7: Найдем значение для площади сечения.
Площадь сечения шара равна площади круга, образованного сечением. Для нахождения площади круга, нам необходимо найти радиус сечения \(BC\).
Используя уравнение из шага 6, мы можем выразить \(BC^2\) в виде линейной функции от \(x\):
\[BC^2 = 6 + x^2\]
Так как сечение проведено через концы трех перпендикулярных радиусов, радиусы \(AB\), \(AC\) и \(BC\) образуют прямоугольный треугольник. Следовательно, длина радиуса \(BC\) равна гипотенузе этого треугольника.
Шаг 8: Применим теорему Пифагора для нахождения \(BC\) и используем его для вычисления площади сечения.
\[BC^2 = AB^2 + AC^2\]
\[6 + x^2 = (\sqrt{6})^2 + x^2\]
\[6 + x^2 = 6 + x^2\]
Мы видим, что \(BC^2\) исключаются из уравнения. Это говорит о том, что гипотенуза треугольника \(BC\) равна длине радиуса \(AB\), а следовательно, равна радиусу шара.
Таким образом, площадь сечения шара равна площади круга с радиусом \(\sqrt{6}\) см.
Давайте окончательно сформулируем наш ответ:
Площадь сечения шара с радиусом \(\sqrt{6}\) см, которое проведено через концы трех перпендикулярных радиусов, равна площади круга с радиусом \(\sqrt{6}\) см.
Знаешь ответ?