Для решения задачи о нахождении радиуса основания цилиндра, когда известна площадь полной поверхности и высота, давайте разберемся с формулой площади поверхности цилиндра.
Площадь полной поверхности цилиндра ( S ) включает в себя площадь боковой поверхности и площади двух оснований. Формула для площади полной поверхности цилиндра выглядит следующим образом:
[ S = 2\pi r^2 + 2\pi r h ]
где:
- ( r ) — радиус основания цилиндра,
- ( h ) — высота цилиндра.
В данной задаче нам известны:
- Площадь полной поверхности ( S = 48\pi ),
- Высота цилиндра ( h = 2 ).
Подставим эти значения в формулу:
[ 48\pi = 2\pi r^2 + 2\pi r \cdot 2 ]
Упростим это уравнение:
[ 48\pi = 2\pi r^2 + 4\pi r ]
Теперь разделим обе части уравнения на ( 2\pi ):
[ 24 = r^2 + 2r ]
Получили квадратное уравнение:
[ r^2 + 2r - 24 = 0 ]
Решим это квадратное уравнение. Для этого воспользуемся дискриминантом ( D ):
[ D = b^2 - 4ac ]
где ( a = 1 ), ( b = 2 ), ( c = -24 ). Подставим значения:
[ D = 2^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-24) ]
[ D = 4 + 96 ]
[ D = 100 ]
Теперь найдем корни уравнения по формуле:
[ r = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} ]
[ r = \frac{-2 \pm \sqrt{100}}{2 \cdot 1} ]
[ r = \frac{-2 \pm 10}{2} ]
Получаем два значения:
[ r_1 = \frac{-2 + 10}{2} = \frac{8}{2} = 4 ]
[ r_2 = \frac{-2 - 10}{2} = \frac{-12}{2} = -6 ]
Поскольку радиус не может быть отрицательным, мы отвергаем отрицательное значение. Таким образом, радиус основания цилиндра:
[ r = 4 ]
Ответ: радиус основания цилиндра равен 4 единицам.