☰ Содержание · Математика

Многогранники и тела вращения

Уроки 19–20 · 2 урока · М. А. Мирзаахмедов, Ш. Н. Исмаилов, А. К. Аманов (алгебра и начала анализа), Б. К. Хайдаров (геометрия). Математика, 10 класс, части 1 и 2, 1-е издание. EXTREMUM PRESS, Ташкент, 2017
20

Тела вращения: цилиндр, конус и шар

Учебник, часть 1: с. 116–118
ЦельЗнать, как получаются цилиндр, конус и сфера, и их элементы; использовать формулы площади поверхности.
Новые слова
цилиндр · silindrконус · konusшар · sharобразующая · yasovchi
Объяснение

При вращении прямоугольника вокруг одной из сторон получается цилиндр: неподвижная сторона — ось, противоположная сторона — образующая, а две другие стороны описывают два основания в виде кругов. При вращении прямоугольного треугольника вокруг одного из катетов получается конус: этот катет — ось, другой катет описывает круг основания, а гипотенуза описывает боковую поверхность и является образующей. При вращении круга вокруг его диаметра получается шар, а его граница — поверхность, образованная вращением, — называется сферой. Боковая поверхность цилиндра равна S = 2πrh, а полная поверхность — 2πr² + 2πrh; боковая поверхность конуса равна S = πrl (r — радиус основания, l — образующая), его полная поверхность — πrl + πr²; площадь сферы равна S = 4πr². Развёртка боковой поверхности конуса — сектор радиуса l с длиной дуги 2πr, поэтому его площадь равна (1/2) · l · 2πr = πrl.

Примеры
У цилиндра радиус основания 3 см и высота 5 см: его боковая поверхность равна 2π · 3 · 5 = 30π см², а полная поверхность — 30π + 2π · 3² = 30π + 18π = 48π см².
У конуса радиус основания 5 см и высота 12 см. Образующая l = √(5² + 12²) = 13 см (гипотенуза прямоугольного треугольника). Боковая поверхность равна π · 5 · 13 = 65π см², а полная поверхность — 65π + 25π = 90π см².
Работа в классе

С разрешения учителя или родителей: вырежьте сектор из бумажного круга (с ножницами работает взрослый) и сверните его в конус; измерением проверьте, что радиус сектора равен образующей конуса, а длина его дуги — длине окружности основания.

Упражнения
1
Запишите формулу площади сферы.
2
У цилиндра радиус основания 4 см и высота 10 см. Чему равна его боковая поверхность в см²?
3
Боковую поверхность конуса с радиусом основания 3 см и образующей 9 см развернули в сектор. Сколько градусов составляет его центральный угол? (φ = 360° · r / l)
4
Почему боковая поверхность конуса равна πrl? Объясните с помощью развёрнутого сектора.