Задача 27093. Конус

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

Найдите объем V конуса, образующая которого равна 2 и наклонена к плоскости основания под углом 30°. В ответе укажите  дробь: числитель: V, знаменатель: Пи конец дроби .

В подтеме 29 задач
Разбор
Главная идея: Высота конуса — это катет прямоугольного треугольника, противолежащий углу 30°, поэтому она вдвое меньше образующей (гипотенузы); радиус найдём по теореме Пифагора.

Объём конуса вычисляется по формуле V=13πr2hV = \frac{1}{3}\pi r^2 h, где rr — радиус основания, hh — высота.

Шаг 1: Найдём высоту конуса.

Образующая конуса, высота и радиус основания образуют прямоугольный треугольник. Образующая является гипотенузой этого треугольника и наклонена к плоскости основания под углом 30°. Высота — это катет, противолежащий этому углу.

По свойству прямоугольного треугольника: катет, лежащий напротив угла 30°, равен половине гипотенузы.

Образующая l=2l = 2, поэтому h=l2=22=1h = \frac{l}{2} = \frac{2}{2} = 1.

Шаг 2: Найдём радиус основания.

Применим теорему Пифагора к прямоугольному треугольнику, образованному образующей, высотой и радиусом:

r2+h2=l2r^2 + h^2 = l^2 r2+12=22r^2 + 1^2 = 2^2 r2=41=3r^2 = 4 - 1 = 3 r=3r = \sqrt{3}

Шаг 3: Вычислим объём.

V=13πr2h=13π31=πV = \frac{1}{3}\pi r^2 h = \frac{1}{3}\pi \cdot 3 \cdot 1 = \pi

По условию нужно найти Vπ\frac{V}{\pi}:

Vπ=ππ=1\frac{V}{\pi} = \frac{\pi}{\pi} = 1

Типичные ошибки

  • Перепутать угол между образующей и основанием с углом при вершине конуса — угол 30° отсчитывается от плоскости основания.
  • Забыть, что в формулу объёма входит r2r^2, а не просто rr.
  • Неправильно применить свойство угла 30° — забыть, что противолежащий катет вдвое меньше гипотенузы, а не больше.

Ещё задачи этой подтемы