Задача 27052. Конус

ЕГЭ Математика (профиль)Задание 35.5.8* Объём цилиндра, конуса, шараОбъём цилиндра, конуса, шара

Объем конуса равен 16. Через середину высоты параллельно основанию конуса проведено сечение, которое является основанием меньшего конуса с той же вершиной. Найдите объем меньшего конуса.

В подтеме 29 задач
Разбор
Главная идея: Сечение, параллельное основанию конуса и проходящее через середину высоты, создаёт подобный конус с коэффициентом подобия 0,5, поэтому его объём меньше в 23=82^3 = 8 раз.

Обозначим высоту большого конуса как hh, а радиус его основания как RR. Объём конуса вычисляется по формуле V=13πR2hV = \frac{1}{3}\pi R^2 h, поэтому для большого конуса: 13πR2h=16\frac{1}{3}\pi R^2 h = 16.

Сечение проведено через середину высоты параллельно основанию. Это означает, что от вершины конуса до сечения расстояние равно h2\frac{h}{2}. Меньший конус имеет ту же вершину и высоту h=h2h' = \frac{h}{2}.

Так как сечение параллельно основанию большого конуса, меньший конус подобен большому. По свойству подобных тел при параллельном сечении, радиус основания меньшего конуса также уменьшается в том же отношении, что и высота: r=R2r = \frac{R}{2}. Коэффициент подобия равен k=12k = \frac{1}{2}.

Для подобных объёмных фигур объёмы относятся как куб коэффициента подобия: VV=k3=(12)3=18\frac{V'}{V} = k^3 = \left(\frac{1}{2}\right)^3 = \frac{1}{8}.

Следовательно, объём меньшего конуса: V=V8=168=2V' = \frac{V}{8} = \frac{16}{8} = 2.

Типичные ошибки

  • Забывают, что объёмы подобных тел относятся как куб коэффициента подобия, а не просто как сам коэффициент
  • Ошибочно считают, что радиус меньшего конуса остаётся таким же, вместо того чтобы применить подобие
  • Путают, на какой высоте проведено сечение — берут высоту большого конуса вместо половины

Ещё задачи этой подтемы