Сквадрата принадлежат окружностям верхнего и нижнего оснований цилиндра. найдите площадь поверхности цилиндра, если радиус основания цилиндра равен 7 см, сторона квадрата - 10 см и плоскость квадрата пересекает ось цилиндра.
Если ось симметрии четырёхугольника проходит через его среднюю линию, то отрезки сторон, разделённые средней линией, перпендикулярны оси симметрии, значит они параллельны. Если осью симметрии четырёхугольника является его диагональ, то она делит его на два равных равнобедренных треугольника с основанием, лежащим на диагонали. Итак, в нашем четырёхугольнике все стороны равны и параллельны, значит он, как минимум, ромб. Средняя линия ромба параллельна двум сторонам и, являясь осью симметрии, перпендикулярна двум другим, значит стороны ромба попарно параллельны и перпендикулярны, значит наш четырёхугольник - квадрат. Доказано.
Если окружность касается осей координат, то её центр находится на биссектрисе прямого угла между осями координат (х = у) и радиус R равен х. В уравнении окружности можно у и R заменить на х. Записываем уравнение окружности: (х-2)²+(х-1)² = x². x²-4x+4+x²-2x+1 = x². Получаем квадратное уравнение: х²-6х+5 = 0. Квадратное уравнение, решаем относительно x: Ищем дискриминант: D=(-6)^2-4*1*5=36-4*5=36-20=16;Дискриминант больше 0, уравнение имеет 2 корня: x₁=(√16-(-6))/(2*1)=(4-(-6))/2=(4+6)/2=10/2=5; x₂=(-√16-(-6))/(2*1)=(-4-(-6))/2=(-4+6)/2=2/2=1.
Найдены 2 точки, которые могут быть центрами заданных окружностей.
АВСD- квадрат.
О - центр нижнего основания цилиндра, в который вписан квадрат. О1- центр верхнего основания.
АВ=СD=10 см - хорды окружностей в основании цилиндра.
Радиус оснований= 7 см.
Соединим О с концами хорды АВ.
Проведем высоту ОН (она же медиана) в равнобедренном ∆ АОВ. ВН=АН=5 см
МН║ВС=10 см – средняя линия АВСD и пересекает ось цилиндра.
ОН=√(AO²-AH²)=√(49-25)=√24=2√6
Точка М проецируется в точку К на диаметре основания.
МК и ОО1 перпендикулярны основаниям, поэтому МКОО1 – прямоугольник.
Равные хорды находятся на равном расстоянии от центра окружности. ⇒КО=МО1=ОН.
КН=2•ОН=4√6
МК - общий перпендикуляр к плоскостям оснований цилиндра.⇒
МК – высота цилиндра.
Из ∆МКН по т.Пифагора МК=√(МН²-КН²)=√(100-96)=2 см
S поверхности цилиндра =2•S1оснований +S2 боковой поверхности.
S1=π•7²=49π см²
S2=2πr•h=28π см².
S=2•49π+28π=126π см²