Чтобы найти радиус сечения конуса, параллельного основанию и находящегося на расстоянии 1,5 см от вершины, нужно рассмотреть геометрические свойства и пропорции, возникающие при таком пересечении.
Изначально у нас есть конус с радиусом основания ( R = 20 ) см и образующей длиной ( l = 20,5 ) см. Высота этого конуса (перпендикуляр от вершины к основанию) обозначим за ( h ).
Используя теорему Пифагора:
[ h = \sqrt{l^2 - R^2} = \sqrt{20,5^2 - 20^2} = \sqrt{420,25 - 400} = \sqrt{20,25} = 4,5 \text{ см} ]
Теперь рассмотрим сечение, параллельное основанию, на расстоянии 1,5 см от вершины. Высота от вершины до этого сечения будет ( h_1 = 1,5 ) см. Следовательно, оставшаяся высота от этого сечения до основания будет ( h_2 = h - h_1 = 4,5 - 1,5 = 3 ) см.
Так как сечение параллельно основанию, оно является подобным основанию конуса, но уменьшенным в масштабе. Соотношение радиусов оснований (нового сечения и исходного основания) будет таким же, как соотношение их высот.
Обозначим радиус нового сечения через ( r ). Тогда:
[ \frac{r}{R} = \frac{h_1}{h} ]
[ \frac{r}{20} = \frac{1,5}{4,5} ]
[ r = 20 \cdot \frac{1,5}{4,5} = 20 \cdot \frac{1}{3} = 6,67 \text{ см} ]
Таким образом, радиус полученного сечения равен ( 6,67 ) см.
Рисунок:
[
\begin{tikzpicture}
% Draw the cone
\draw[thick] (0,0) -- (2.5,4.5) -- (-2.5,4.5) -- cycle;
\draw[thick] (-2.5,4.5) arc[start angle=180, end angle=360, radius=2.5cm and 0.5cm];
\draw[dashed] (2.5,4.5) arc[start angle=0, end angle=180, radius=2.5cm and 0.5cm];
% Draw the parallel section
\draw[thick] (-0.833,1.5) -- (0.833,1.5);
\draw[thick] (-0.833,1.5) arc[start angle=180, end angle=360, radius=0.833cm and 0.167cm];
\draw[dashed] (0.833,1.5) arc[start angle=0, end angle=180, radius=0.833cm and 0.167cm];
% Labels
\node at (0,4.8) {Вершина};
\node at (2.8,4.5) {20 см};
\node at (1.2,1.5) {6.67 см};
\node at (0,-0.5) {Основание};
\end{tikzpicture}
]
Этот рисунок иллюстрирует наш конус с основанием, радиус которого равен 20 см, и сечением, параллельным основанию, на расстоянии 1,5 см от вершины. Радиус этого сечения равен 6,67 см.