Сторона DC прямоугольника ABCD служит высотой конуса с вершиной D, DC = 2. Радиус основания этого конуса в два раза длиннее отрезка BC. Шар касается плоскости прямоугольника ABCD в точке A и имеет единственную общую точку с конусом. Найдите радиус шара.
💡 Пошаговый разбор и решение:
Введем координаты так, чтобы начало координат оказалось в центре основания конуса, а оси x и z были направлены по сторонам CB и CD соответственно. Пусть радиус основания конуса равен r, а радиус шара R, причем его центр O лежит в области, где $y больше 0$ Тогда точки имеют следующие координаты
$C ( 0,0,0 ) ,D ( 0,0,2 ) ,B ( r/2,0,0 ) ,A ( r/2,0,2 ) ,O ( r/2,R,2 )$
Проекция точки O на плоскость основания имеет координаты $( r/2,R,0 )$ Луч, проведенный из центра в эту точку, пересекает окружность $x ^2 + y ^2 =r ^2$ в точке $( \frac{r ^2}{$\sqrt{аргумента: 4R ^2 + r ^2}$ аргумента} , \frac{2Rr}{$\sqrt{аргумента: 4R ^2 + r ^2}$ аргумента} ,0 )$ Уравнение образующей, содержащей эту точку (в параметрической форме) — $( \frac{tr ^2}{$\sqrt{аргумента: 4R ^2 + r ^2}$ аргумента} , \frac{2tRr}{$\sqrt{аргумента: 4R ^2 + r ^2}$ аргумента} ,2 - 2t )$ Очевидно, шар должен касаться этой образующей конуса. Значит, уравнение
$( \frac{tr ^2}{$\sqrt{аргумента: 4R ^2 + r ^2}$ аргумента} - $\frac{r}{2}$ ) ^2 + ( \frac{2tRr}{$\sqrt{аргумента: 4R ^2 + r ^2}$ аргумента} - R ) ^2 + 4t ^2 =R ^2$
должно иметь единственный корень. После упрощений уравнение сводится к виду $t ^2 ( r ^2 + 4 ) - tr $\sqrt{аргумента: 4R ^2 + r ^2}$ аргумента + $\frac{r ^2}{4}$ =0$ а его дискриминант равен $r ^2 ( 4R ^2 - 4 ) =0$ откуда $R=1$
Ответ: 1.
$C ( 0,0,0 ) ,D ( 0,0,2 ) ,B ( r/2,0,0 ) ,A ( r/2,0,2 ) ,O ( r/2,R,2 )$
Проекция точки O на плоскость основания имеет координаты $( r/2,R,0 )$ Луч, проведенный из центра в эту точку, пересекает окружность $x ^2 + y ^2 =r ^2$ в точке $( \frac{r ^2}{$\sqrt{аргумента: 4R ^2 + r ^2}$ аргумента} , \frac{2Rr}{$\sqrt{аргумента: 4R ^2 + r ^2}$ аргумента} ,0 )$ Уравнение образующей, содержащей эту точку (в параметрической форме) — $( \frac{tr ^2}{$\sqrt{аргумента: 4R ^2 + r ^2}$ аргумента} , \frac{2tRr}{$\sqrt{аргумента: 4R ^2 + r ^2}$ аргумента} ,2 - 2t )$ Очевидно, шар должен касаться этой образующей конуса. Значит, уравнение
$( \frac{tr ^2}{$\sqrt{аргумента: 4R ^2 + r ^2}$ аргумента} - $\frac{r}{2}$ ) ^2 + ( \frac{2tRr}{$\sqrt{аргумента: 4R ^2 + r ^2}$ аргумента} - R ) ^2 + 4t ^2 =R ^2$
должно иметь единственный корень. После упрощений уравнение сводится к виду $t ^2 ( r ^2 + 4 ) - tr $\sqrt{аргумента: 4R ^2 + r ^2}$ аргумента + $\frac{r ^2}{4}$ =0$ а его дискриминант равен $r ^2 ( 4R ^2 - 4 ) =0$ откуда $R=1$
Ответ: 1.
Правильный ответ:
1
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 69054 • Задание №15
Решите неравенство: $корень из: начало аргумента: 7 умножить на логарифм по основанию левая круглая скобка x в...
ID 65296 • Задание №5
Точки D, E, F − середины сторон треугольника ABC. Периметр треугольника DEF равен 5. Найти периметр треугольни...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Обоснованно получен верный ответ. | 2
Решение содержит обоснованный переход к планиметрической задаче, но получен неверный ответ или решение не закончено
ИЛИ
при правильном ответе решение недостаточно обосновано. | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше. | 0
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Обоснованно получен верный ответ. | 2
Решение содержит обоснованный переход к планиметрической задаче, но получен неверный ответ или решение не закончено
ИЛИ
при правильном ответе решение недостаточно обосновано. | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше. | 0
🔗 Другие задания линии №10 по предмету Математика. Профильный уровень:
ID 66389
В 2008 году в городском квартале проживало $40 \thinspace 000$ человек. В 2009 году, в результа...
ID 66390
В понедельник акции компании подорожали на некоторое количество процентов, а во вторник подешев...
ID 66391
Четыре одинаковые рубашки дешевле куртки на 8%. На сколько процентов пять таких же рубашек доро...
ID 66392
Семья состоит из мужа, жены и их дочери студентки. Если бы зарплата мужа увеличилась вдвое, общ...
ID 66393
Цена холодильника в магазине ежегодно уменьшается на одно и то же число процентов от предыдущей...