Задача 27125. Шар

ЕГЭ Математика (профиль)Задание 35.5.6 Площадь поверхности конуса, цилиндра, сферыОбъём цилиндра, конуса, шара

Радиусы трех шаров равны 6, 8 и 10. Найдите радиус шара, объем которого равен сумме их объемов.

В подтеме 8 задач
Разбор
Главная идея: Сумма объёмов выражается через кубы радиусов; используя факторизацию 6 = 2·3, 8 = 2·4, 10 = 2·5 и свойство кубов, показываем, что сумма кубов равна кубу 12.

Объём шара вычисляется по формуле V=43πR3V = \frac{4}{3}\pi R^3.

Найдём сумму объёмов трёх шаров с радиусами 6, 8 и 10: Vсум=43π63+43π83+43π103V_{сум} = \frac{4}{3}\pi \cdot 6^3 + \frac{4}{3}\pi \cdot 8^3 + \frac{4}{3}\pi \cdot 10^3

Вынесем общий множитель 43π\frac{4}{3}\pi за скобки: Vсум=43π(63+83+103)V_{сум} = \frac{4}{3}\pi(6^3 + 8^3 + 10^3)

Заметим, что радиусы — это 6 = 2·3, 8 = 2·4, 10 = 2·5. Вынесем множитель 2³ = 8: 63+83+103=(23)3+(24)3+(25)3=23(33+43+53)6^3 + 8^3 + 10^3 = (2 \cdot 3)^3 + (2 \cdot 4)^3 + (2 \cdot 5)^3 = 2^3(3^3 + 4^3 + 5^3)

Вычислим сумму кубов: 27+64+125=216=6327 + 64 + 125 = 216 = 6^3.

Получаем: Vсум=43π2363=43π(26)3=43π123V_{сум} = \frac{4}{3}\pi \cdot 2^3 \cdot 6^3 = \frac{4}{3}\pi(2 \cdot 6)^3 = \frac{4}{3}\pi \cdot 12^3

Это объём шара с радиусом 12. Следовательно, искомый радиус равен 12.

Типичные ошибки

  • Забыли вынести общий множитель 43π\frac{4}{3}\pi перед вычислением суммы кубов
  • Ошибка в вычислении суммы 33+43+533^3 + 4^3 + 5^3 — должно получиться 216, а не другое число
  • Неправильное использование формулы: попытка найти радиус как среднее арифметическое или геометрическое исходных радиусов вместо работы с объёмами

Ещё задачи этой подтемы