Задача 316557. Комбинации тел

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

Шар вписан в цилиндр. Площадь поверхности шара равна 111. Найдите площадь полной поверхности цилиндра.

В подтеме 41 задач
Разбор
Главная идея: Высота цилиндра равна диаметру шара, радиус цилиндра равен радиусу шара — из этого геометрического соотношения полная поверхность цилиндра выражается как 6πR2=1,54πR2=1,5Sшара6\pi R^2 = 1,5 \cdot 4\pi R^2 = 1,5 \cdot S_{\text{шара}}.

Шаг 1. Определим геометрическую конфигурацию.

Когда шар вписан в цилиндр, он касается обоих оснований и боковой поверхности. Это означает:

  • высота цилиндра hh равна диаметру шара: h=2Rh = 2R
  • радиус основания цилиндра равен радиусу шара: r=Rr = R

Шаг 2. Найдём площадь полной поверхности цилиндра через радиус шара.

Полная поверхность цилиндра состоит из боковой поверхности и двух оснований: Sполн=Sбок+2SоснS_{\text{полн}} = S_{\text{бок}} + 2S_{\text{осн}}

Площадь одного основания: Sосн=πR2S_{\text{осн}} = \pi R^2

Площадь боковой поверхности: Sбок=2πrh=2πR2R=4πR2S_{\text{бок}} = 2\pi r \cdot h = 2\pi R \cdot 2R = 4\pi R^2

Полная поверхность: Sполн=4πR2+2πR2=6πR2S_{\text{полн}} = 4\pi R^2 + 2\pi R^2 = 6\pi R^2

Шаг 3. Свяжем с площадью поверхности шара.

Площадь поверхности шара: Sшара=4πR2=111S_{\text{шара}} = 4\pi R^2 = 111

Из этого: πR2=1114\pi R^2 = \frac{111}{4}

Шаг 4. Вычислим ответ.

Sполн=6πR2=61114=6664=166,5S_{\text{полн}} = 6\pi R^2 = 6 \cdot \frac{111}{4} = \frac{666}{4} = 166,5

Типичные ошибки

  • Забыть, что высота цилиндра равна именно диаметру (не радиусу) шара.
  • Забыть учесть оба основания цилиндра при подсчёте полной поверхности.
  • Ошибиться в арифметике при делении 666 на 4 — получить целое число вместо десятичной дроби.

Ещё задачи этой подтемы