Задача 27127. Комбинации тел

ЕГЭ Математика (профиль)Задание 35.7.2* Комбинации стереометрических тел5.5.8* Объём цилиндра, конуса, шара

Около куба с ребром  корень из: начало аргумента: 3 конец аргумента описан шар. Найдите объем этого шара, деленный на π.

В подтеме 41 задач
Разбор
Главная идея: Радиус описанного около куба шара равен половине его пространственной диагонали; затем применяется формула объёма шара.

Шаг 1. Найдём диагональ куба.

Для куба с ребром a=3a = \sqrt{3} пространственная диагональ (от одной вершины к противоположной через центр куба) вычисляется по формуле: d=a3d = a\sqrt{3}

Подставляем значение: d=33=3d = \sqrt{3} \cdot \sqrt{3} = 3

Шаг 2. Определим радиус описанного шара.

Центр шара, описанного около куба, совпадает с центром куба. Вершины куба лежат на поверхности шара, поэтому расстояние от центра до любой вершины равно радиусу. Это расстояние составляет половину диагонали куба: R=d2=32R = \frac{d}{2} = \frac{3}{2}

Шаг 3. Вычислим объём шара.

Используем стандартную формулу объёма шара: V=43πR3V = \frac{4}{3}\pi R^3

Подставляем R=32R = \frac{3}{2}: V=43π(32)3=43π278=108π24=9π2V = \frac{4}{3}\pi \left(\frac{3}{2}\right)^3 = \frac{4}{3}\pi \cdot \frac{27}{8} = \frac{108\pi}{24} = \frac{9\pi}{2}

Шаг 4. Найдём объём, делённый на π.

Vπ=9π2π=92=4,5\frac{V}{\pi} = \frac{9\pi}{2\pi} = \frac{9}{2} = 4{,}5

Типичные ошибки

  • Путают пространственную диагональ куба с диагональю грани (берут a2a\sqrt{2} вместо a3a\sqrt{3})
  • Забывают, что радиус — это половина диагонали, а не вся диагональ
  • Ошибаются при возведении дроби в куб: неправильно возводят в степень числитель и знаменатель

Ещё задачи этой подтемы