Страница 58 - гдз по геометрии 11 класс дидактические материалы Мерзляк, Полонский

Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021

Авторы: Мерзляк А. Г., Полонский В. Б., Рабинович Е. М., Якир М. С.

Тип: Дидактические материалы

Издательство: Просвещение

Год издания: 2021 - 2025

Уровень обучения: базовый

Цвет обложки:

ISBN: 978-5-09-097853-8

Популярные ГДЗ в 11 классе

Cтраница 58

№170 (с. 58)
Условие 2020. №170 (с. 58)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 58, номер 170, Условие 2020

170. В усеченный конус вписана правильная усеченная четырехугольная пирамида. Радиус большего основания усеченного конуса равен 6 см, высота — 6 см, а образующая — $2\sqrt{10}$ см. Найдите площадь боковой поверхности усеченной пирамиды.

Условие 2023. №170 (с. 58)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 58, номер 170, Условие 2023

170. В усечённый конус вписана правильная усечённая четырёхугольная пирамида. Радиус большего основания усечённого конуса равен 6 см, высота — 6 см, а образующая — $2\sqrt{10}$ см. Найдите площадь боковой поверхности усечённой пирамиды.

Решение. №170 (с. 58)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 58, номер 170, Решение ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 58, номер 170, Решение (продолжение 2)
Решение 2 (2023). №170 (с. 58)

Площадь боковой поверхности правильной усеченной пирамиды вычисляется по формуле: $S_{бок} = \frac{1}{2}(P_1 + P_2) \cdot h_a$, где $P_1$ и $P_2$ — периметры оснований, а $h_a$ — апофема (высота боковой грани) усеченной пирамиды. Найдем все необходимые величины.

1. Найдем параметры большего основания пирамиды.

В основании правильной усеченной четырехугольной пирамиды лежит квадрат. Поскольку пирамида вписана в конус, то ее основания (квадраты) вписаны в основания конуса (окружности). Радиус большего основания конуса $R = 6$ см. Этот радиус является радиусом окружности, описанной около квадрата — большего основания пирамиды. Диагональ квадрата ($d_1$) равна диаметру описанной окружности: $d_1 = 2R = 2 \cdot 6 = 12$ см. Сторона квадрата $a_1$ связана с его диагональю соотношением $d_1 = a_1\sqrt{2}$. Отсюда находим сторону большего основания: $a_1 = \frac{d_1}{\sqrt{2}} = \frac{12}{\sqrt{2}} = 6\sqrt{2}$ см. Периметр большего основания $P_1 = 4a_1 = 4 \cdot 6\sqrt{2} = 24\sqrt{2}$ см.
Ответ: Сторона большего основания $a_1 = 6\sqrt{2}$ см, периметр $P_1 = 24\sqrt{2}$ см.

2. Найдем параметры меньшего основания пирамиды.

Сначала найдем радиус меньшего основания усеченного конуса ($r$). Рассмотрим осевое сечение усеченного конуса, которое представляет собой равнобокую трапецию с основаниями $2R$ и $2r$, высотой $H$ и боковой стороной, равной образующей $L$. Из вершины меньшего основания опустим высоту на большее. Получим прямоугольный треугольник с гипотенузой $L=2\sqrt{10}$ см, одним катетом $H=6$ см и вторым катетом $R-r$. По теореме Пифагора: $L^2 = H^2 + (R-r)^2$. Подставим известные значения: $(2\sqrt{10})^2 = 6^2 + (6-r)^2$. $40 = 36 + (6-r)^2$. $(6-r)^2 = 4$. Так как $R>r$, то $6-r=2$, откуда $r=4$ см. Теперь, аналогично пункту 1, найдем сторону меньшего основания пирамиды $a_2$. Диагональ меньшего квадрата $d_2 = 2r = 2 \cdot 4 = 8$ см. $a_2 = \frac{d_2}{\sqrt{2}} = \frac{8}{\sqrt{2}} = 4\sqrt{2}$ см. Периметр меньшего основания $P_2 = 4a_2 = 4 \cdot 4\sqrt{2} = 16\sqrt{2}$ см.
Ответ: Сторона меньшего основания $a_2 = 4\sqrt{2}$ см, периметр $P_2 = 16\sqrt{2}$ см.

3. Найдем апофему усеченной пирамиды.

Апофема усеченной пирамиды ($h_a$) является высотой ее боковой грани (трапеции). Рассмотрим прямоугольную трапецию, образованную высотой усеченной пирамиды $H$, апофемами оснований (которые равны половине сторон квадратов) и апофемой $h_a$. Катетами прямоугольного треугольника в этой конструкции будут высота пирамиды $H=6$ см и разность полусторон оснований $\frac{a_1}{2} - \frac{a_2}{2}$. По теореме Пифагора: $h_a^2 = H^2 + \left(\frac{a_1 - a_2}{2}\right)^2$. $h_a^2 = 6^2 + \left(\frac{6\sqrt{2} - 4\sqrt{2}}{2}\right)^2 = 36 + \left(\frac{2\sqrt{2}}{2}\right)^2 = 36 + (\sqrt{2})^2 = 36 + 2 = 38$. $h_a = \sqrt{38}$ см.
Ответ: Апофема $h_a = \sqrt{38}$ см.

4. Найдем площадь боковой поверхности усеченной пирамиды.

Теперь мы можем вычислить площадь боковой поверхности, используя найденные значения $P_1$, $P_2$ и $h_a$. $S_{бок} = \frac{1}{2}(P_1 + P_2) \cdot h_a = \frac{1}{2}(24\sqrt{2} + 16\sqrt{2}) \cdot \sqrt{38} = \frac{1}{2}(40\sqrt{2}) \cdot \sqrt{38} = 20\sqrt{2} \cdot \sqrt{38} = 20\sqrt{76}$. Упростим корень: $\sqrt{76} = \sqrt{4 \cdot 19} = 2\sqrt{19}$. $S_{бок} = 20 \cdot 2\sqrt{19} = 40\sqrt{19}$ см2.
Ответ: $40\sqrt{19}$ см2.

№171 (с. 58)
Условие 2020. №171 (с. 58)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 58, номер 171, Условие 2020

171. Около усечённого конуса описана правильная усечённая треугольная пирамида. Сторона большего основания усечённой пирамиды равна 18 см, высота — $\sqrt{3}$ см. Двугранный угол усечённой пирамиды при ребре большего основания равен $45^\circ$. Найдите площадь боковой поверхности усечённого конуса.

Условие 2023. №171 (с. 58)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 58, номер 171, Условие 2023

171. Около усечённого конуса описана правильная усечённая треугольная пирамида. Сторона большего основания усечённой пирамиды равна 18 см, высота — $\sqrt{3}$ см. Двугранный угол усечённой пирамиды при ребре большего основания равен 45°. Найдите площадь боковой поверхности усечённого конуса.

Решение. №171 (с. 58)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 58, номер 171, Решение
Решение 2 (2023). №171 (с. 58)

Площадь боковой поверхности усечённого конуса вычисляется по формуле: $S_{бок} = \pi (R + r) l$, где $R$ — радиус большего основания, $r$ — радиус меньшего основания, а $l$ — образующая конуса.

Так как усечённая пирамида описана около усечённого конуса, основания конуса являются окружностями, вписанными в основания пирамиды. Основания правильной усечённой треугольной пирамиды — это правильные (равносторонние) треугольники.

1. Найдём радиус большего основания конуса $R$.
Радиус окружности, вписанной в равносторонний треугольник со стороной $a$, равен $R = \frac{a}{2\sqrt{3}}$.Сторона большего основания пирамиды $a_1 = 18$ см. Следовательно, радиус большего основания конуса равен:$R = \frac{18}{2\sqrt{3}} = \frac{9}{\sqrt{3}} = \frac{9\sqrt{3}}{3} = 3\sqrt{3}$ см.

2. Найдём радиус меньшего основания $r$ и образующую $l$ конуса.
Рассмотрим осевое сечение, проходящее через высоту усечённой пирамиды $h$ и апофему её боковой грани. Это сечение представляет собой прямоугольную трапецию, у которой основаниями являются радиусы вписанных окружностей $R$ и $r$, а высотой — высота усечённой пирамиды $h$. Боковой стороной этой трапеции является апофема боковой грани пирамиды.

Двугранный угол при ребре большего основания усечённой пирамиды равен углу между боковой гранью и плоскостью основания. В нашем сечении этот угол равен углу при большем основании трапеции, и по условию он составляет $45^\circ$.

В этой прямоугольной трапеции опустим высоту из вершины меньшего основания на большее. Получим прямоугольный треугольник, катетами которого являются высота усечённой пирамиды $h$ и разность радиусов оснований $(R - r)$, а острый угол равен $45^\circ$.

Поскольку один из острых углов в прямоугольном треугольнике равен $45^\circ$, этот треугольник является равнобедренным. Следовательно, его катеты равны:$R - r = h$

Подставим известные значения $R = 3\sqrt{3}$ см и $h = \sqrt{3}$ см:$3\sqrt{3} - r = \sqrt{3}$$r = 3\sqrt{3} - \sqrt{3} = 2\sqrt{3}$ см.

Образующая усечённого конуса $l$ является гипотенузой прямоугольного треугольника, катеты которого — высота конуса $h$ и разность радиусов его оснований $(R-r)$. По теореме Пифагора:$l^2 = h^2 + (R-r)^2$

Так как мы установили, что $h = R-r = \sqrt{3}$, получаем:$l^2 = (\sqrt{3})^2 + (\sqrt{3})^2 = 3 + 3 = 6$$l = \sqrt{6}$ см.

3. Вычислим площадь боковой поверхности усечённого конуса.
Теперь, зная все необходимые величины, подставим их в формулу площади боковой поверхности:$S_{бок} = \pi (R + r) l = \pi (3\sqrt{3} + 2\sqrt{3}) \sqrt{6}$$S_{бок} = \pi (5\sqrt{3}) \sqrt{6} = 5\pi\sqrt{3 \cdot 6} = 5\pi\sqrt{18}$$S_{бок} = 5\pi\sqrt{9 \cdot 2} = 5\pi \cdot 3\sqrt{2} = 15\pi\sqrt{2}$ см2.

Ответ: $15\pi\sqrt{2}$ см2.

№172 (с. 58)
Условие 2020. №172 (с. 58)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 58, номер 172, Условие 2020

172. На сфере с центром $O$ отметили точки $C$ и $D$ такие, что $CD = 30$ см. Найдите диаметр сферы, если расстояние от точки $O$ до прямой $CD$ равно 8 см.

Условие 2023. №172 (с. 58)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 58, номер 172, Условие 2023

172. На сфере с центром $O$ отметили точки $C$ и $D$ такие, что $CD = 30$ см. Найдите диаметр сферы, если расстояние от точки $O$ до прямой $CD$ равно 8 см.

Решение. №172 (с. 58)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 58, номер 172, Решение
Решение 2 (2023). №172 (с. 58)

Рассмотрим треугольник OCD, вершинами которого являются центр сферы O и точки C и D на ее поверхности. Так как OC и OD являются радиусами сферы, то $OC = OD = R$. Следовательно, треугольник OCD — равнобедренный с основанием CD.

Расстояние от точки O до прямой CD — это длина перпендикуляра, опущенного из вершины O на основание CD. Обозначим его OH. По условию, $OH = 8$ см.

В равнобедренном треугольнике высота, проведенная к основанию, является также и медианой. Это означает, что точка H является серединой отрезка CD. Поэтому мы можем найти длину катета CH в прямоугольном треугольнике OHC:
$CH = \frac{CD}{2} = \frac{30}{2} = 15$ см.

Теперь мы можем найти радиус сферы R, который в треугольнике OHC является гипотенузой OC. Применим теорему Пифагора:
$R^2 = OC^2 = OH^2 + CH^2$
$R^2 = 8^2 + 15^2$
$R^2 = 64 + 225$
$R^2 = 289$
$R = \sqrt{289} = 17$ см.

Диаметр сферы D равен удвоенному радиусу:
$D = 2R = 2 \cdot 17 = 34$ см.

Ответ: 34 см.

№173 (с. 58)
Условие 2020. №173 (с. 58)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 58, номер 173, Условие 2020

173. Радиус сферы равен 4,4 см. Как относительно сферы — внутри сферы, на сфере или вне сферы — расположена точка $B$, если она удалена от центра сферы:

1) на $4\frac{1}{2}$ см;

2) на $4\frac{1}{5}$ см;

3) на $4\frac{2}{5}$ см?

Условие 2023. №173 (с. 58)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 58, номер 173, Условие 2023

173. Радиус сферы равен 4,4 см. Как относительно сферы — внутри сферы, на сфере или вне сферы — расположена точка B, если она удалена от центра сферы:

1) на $4 \frac{1}{2}$ см;

2) на $4 \frac{1}{5}$ см;

3) на $4 \frac{2}{5}$ см?

Решение. №173 (с. 58)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 58, номер 173, Решение
Решение 2 (2023). №173 (с. 58)

Пусть $R$ — радиус сферы, а $d$ — расстояние от центра сферы до точки $B$. По условию, радиус сферы равен $R = 4.4$ см.

Для определения положения точки $B$ относительно сферы необходимо сравнить расстояние $d$ от центра сферы до этой точки с радиусом $R$:

  • Если $d < R$, точка находится внутри сферы.
  • Если $d = R$, точка находится на сфере.
  • Если $d > R$, точка находится вне сферы.

Чтобы выполнить сравнение, представим все расстояния в виде десятичных дробей.

1) на $4\frac{1}{2}$ см

Расстояние от центра до точки $B$ равно $d = 4\frac{1}{2}$ см.

Переведем это значение в десятичную дробь: $4\frac{1}{2} = 4.5$ см.

Теперь сравним это расстояние с радиусом сферы: $4.5$ см > $4.4$ см.

Так как $d > R$, точка $B$ расположена вне сферы.

Ответ: вне сферы.

2) на $4\frac{1}{5}$ см

Расстояние от центра до точки $B$ равно $d = 4\frac{1}{5}$ см.

Переведем это значение в десятичную дробь: $4\frac{1}{5} = 4 + 0.2 = 4.2$ см.

Сравним это расстояние с радиусом сферы: $4.2$ см < $4.4$ см.

Так как $d < R$, точка $B$ расположена внутри сферы.

Ответ: внутри сферы.

3) на $4\frac{2}{5}$ см

Расстояние от центра до точки $B$ равно $d = 4\frac{2}{5}$ см.

Переведем это значение в десятичную дробь: $4\frac{2}{5} = 4 + 0.4 = 4.4$ см.

Сравним это расстояние с радиусом сферы: $4.4$ см = $4.4$ см.

Так как $d = R$, точка $B$ расположена на сфере.

Ответ: на сфере.

№174 (с. 58)
Условие 2020. №174 (с. 58)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 58, номер 174, Условие 2020

174. Определите по уравнению сферы координаты её центра и радиус:

1) $(x - 8)^2 + (y - 2)^2 + (z + 6)^2 = 64;$

2) $(x + 1)^2 + y^2 + z^2 = 17.$

Условие 2023. №174 (с. 58)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 58, номер 174, Условие 2023

174. Определите по уравнению сферы координаты её центра и радиус:

1) $ (x - 8)^2 + (y - 2)^2 + (z + 6)^2 = 64; $

2) $ (x + 1)^2 + y^2 + z^2 = 17. $

Решение. №174 (с. 58)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 58, номер 174, Решение
Решение 2 (2023). №174 (с. 58)

Общее уравнение сферы с центром в точке $C(x_0; y_0; z_0)$ и радиусом $R$ имеет вид:
$(x - x_0)^2 + (y - y_0)^2 + (z - z_0)^2 = R^2$

Для определения координат центра и радиуса сферы необходимо сравнить заданное уравнение с этим стандартным видом.

1) $(x - 8)^2 + (y - 2)^2 + (z + 6)^2 = 64$

Сравниваем данное уравнение с каноническим:
Из $(x - 8)^2$ следует, что $x_0 = 8$.
Из $(y - 2)^2$ следует, что $y_0 = 2$.
Выражение $(z + 6)^2$ можно переписать как $(z - (-6))^2$, откуда следует, что $z_0 = -6$.
Следовательно, координаты центра сферы: $(8; 2; -6)$.
Правая часть уравнения равна квадрату радиуса: $R^2 = 64$.
Находим радиус: $R = \sqrt{64} = 8$.
Ответ: центр сферы имеет координаты $(8; 2; -6)$, радиус $R = 8$.

2) $(x + 1)^2 + y^2 + z^2 = 17$

Перепишем уравнение в стандартном виде, чтобы явно видеть все компоненты:
$(x - (-1))^2 + (y - 0)^2 + (z - 0)^2 = 17$.
Сравниваем с каноническим уравнением:
Из $(x - (-1))^2$ следует, что $x_0 = -1$.
Из $(y - 0)^2$ следует, что $y_0 = 0$.
Из $(z - 0)^2$ следует, что $z_0 = 0$.
Следовательно, координаты центра сферы: $(-1; 0; 0)$.
Правая часть уравнения равна квадрату радиуса: $R^2 = 17$.
Находим радиус: $R = \sqrt{17}$.
Ответ: центр сферы имеет координаты $(-1; 0; 0)$, радиус $R = \sqrt{17}$.

№175 (с. 58)
Условие 2020. №175 (с. 58)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 58, номер 175, Условие 2020

175. Составьте уравнение сферы с центром в точке $B (4; 3; -14)$ и радиусом $r = 17$.

Условие 2023. №175 (с. 58)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 58, номер 175, Условие 2023

175. Составьте уравнение сферы с центром в точке $B(4; 3; -14)$ и радиусом $r = 17$.

Решение. №175 (с. 58)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 58, номер 175, Решение
Решение 2 (2023). №175 (с. 58)

Общее уравнение сферы в декартовой системе координат с центром в точке $C(x_0; y_0; z_0)$ и радиусом $r$ задается формулой:
$(x - x_0)^2 + (y - y_0)^2 + (z - z_0)^2 = r^2$

Согласно условию задачи, центр сферы находится в точке $B(4; 3; -14)$ и ее радиус $r = 17$. Следовательно, мы имеем следующие значения:
$x_0 = 4$
$y_0 = 3$
$z_0 = -14$
$r = 17$

Подставим эти значения в общую формулу уравнения сферы:
$(x - 4)^2 + (y - 3)^2 + (z - (-14))^2 = 17^2$

Теперь упростим полученное выражение. Знак минус перед отрицательным числом $z_0$ меняется на плюс: $(z - (-14)) = (z + 14)$. Затем вычислим квадрат радиуса:
$r^2 = 17^2 = 289$

Таким образом, итоговое уравнение сферы имеет вид:
$(x - 4)^2 + (y - 3)^2 + (z + 14)^2 = 289$

Ответ: $(x - 4)^2 + (y - 3)^2 + (z + 14)^2 = 289$

№176 (с. 58)
Условие 2020. №176 (с. 58)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 58, номер 176, Условие 2020

176. Составьте уравнение сферы, диаметром которой является отрезок CD, если $C (2; -5; -2)$, $D (-4; 3; 2)$.

Условие 2023. №176 (с. 58)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 58, номер 176, Условие 2023

176. Составьте уравнение сферы, диаметром которой является отрезок CD, если $C(2; -5; -2)$, $D(-4; 3; 2)$.

Решение. №176 (с. 58)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 58, номер 176, Решение
Решение 2 (2023). №176 (с. 58)

Уравнение сферы в общем виде записывается как $(x - x_0)^2 + (y - y_0)^2 + (z - z_0)^2 = R^2$, где $(x_0; y_0; z_0)$ — координаты центра сферы, а $R$ — её радиус.

1. Нахождение центра сферы.

Поскольку отрезок $CD$ является диаметром сферы, её центр $O$ будет находиться точно посередине этого отрезка. Координаты середины отрезка вычисляются как среднее арифметическое координат его концов. Даны точки $C(2; -5; -2)$ и $D(-4; 3; 2)$.

Найдем координаты центра $O(x_0; y_0; z_0)$:

$x_0 = \frac{2 + (-4)}{2} = \frac{-2}{2} = -1$

$y_0 = \frac{-5 + 3}{2} = \frac{-2}{2} = -1$

$z_0 = \frac{-2 + 2}{2} = \frac{0}{2} = 0$

Таким образом, центр сферы — точка $O(-1; -1; 0)$.

2. Нахождение радиуса сферы.

Радиус $R$ сферы равен половине длины диаметра $CD$. Длину диаметра (расстояние между точками $C$ и $D$) можно найти по формуле:

$d = \sqrt{(x_D - x_C)^2 + (y_D - y_C)^2 + (z_D - z_C)^2}$

Вычислим квадрат длины диаметра $d^2$ для удобства, так как в уравнении сферы используется квадрат радиуса $R^2 = (d/2)^2 = d^2/4$.

$d^2 = (-4 - 2)^2 + (3 - (-5))^2 + (2 - (-2))^2 = (-6)^2 + (8)^2 + (4)^2 = 36 + 64 + 16 = 116$.

Теперь найдем квадрат радиуса:

$R^2 = \frac{d^2}{4} = \frac{116}{4} = 29$.

Также радиус можно было найти как расстояние от центра $O(-1; -1; 0)$ до любой из точек на сфере, например, до точки $C(2; -5; -2)$:

$R^2 = (2 - (-1))^2 + (-5 - (-1))^2 + (-2 - 0)^2 = 3^2 + (-4)^2 + (-2)^2 = 9 + 16 + 4 = 29$.

3. Составление уравнения сферы.

Подставим найденные координаты центра $O(-1; -1; 0)$ и значение квадрата радиуса $R^2=29$ в общую формулу уравнения сферы:

$(x - (-1))^2 + (y - (-1))^2 + (z - 0)^2 = 29$

$(x + 1)^2 + (y + 1)^2 + z^2 = 29$

Ответ: $(x + 1)^2 + (y + 1)^2 + z^2 = 29$

№177 (с. 58)
Условие 2020. №177 (с. 58)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 58, номер 177, Условие 2020

177. Точки C $(x; 0; -2)$ и D $(0; y; 2)$ принадлежат сфере $x^2 + y^2 + z^2 = 20$. Найдите хорду CD.

Условие 2023. №177 (с. 58)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 58, номер 177, Условие 2023

177. Точки C $(x; 0; -2)$ и D $(0; y; 2)$ принадлежат сфере $x^2 + y^2 + z^2 = 20$. Найдите хорду CD.

Решение. №177 (с. 58)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 58, номер 177, Решение ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 58, номер 177, Решение (продолжение 2)
Решение 2 (2023). №177 (с. 58)

Нахождение координат точки C

Поскольку точка $C(x; 0; -2)$ принадлежит сфере, ее координаты должны удовлетворять уравнению сферы $x^2 + y^2 + z^2 = 20$. Подставим известные координаты точки C в это уравнение:

$x^2 + 0^2 + (-2)^2 = 20$

$x^2 + 0 + 4 = 20$

$x^2 = 20 - 4$

$x^2 = 16$

Отсюда $x = \sqrt{16}$, что дает два возможных значения: $x_1 = 4$ и $x_2 = -4$.

Таким образом, координаты точки C могут быть $(4; 0; -2)$ или $(-4; 0; -2)$.

Ответ: $x = \pm 4$.

Нахождение координат точки D

Аналогично, точка $D(0; y; 2)$ также принадлежит сфере, поэтому ее координаты удовлетворяют уравнению сферы. Подставим координаты точки D в уравнение:

$0^2 + y^2 + 2^2 = 20$

$0 + y^2 + 4 = 20$

$y^2 = 20 - 4$

$y^2 = 16$

Отсюда $y = \sqrt{16}$, что дает два возможных значения: $y_1 = 4$ и $y_2 = -4$.

Таким образом, координаты точки D могут быть $(0; 4; 2)$ или $(0; -4; 2)$.

Ответ: $y = \pm 4$.

Нахождение длины хорды CD

Длина хорды CD — это расстояние между точками C и D. Воспользуемся формулой для нахождения расстояния между двумя точками в пространстве: $d = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2 + (z_2 - z_1)^2}$.

Для расчета мы можем выбрать любую из возможных комбинаций координат. Например, возьмем $C(4; 0; -2)$ и $D(0; 4; 2)$. Выбор других знаков для координат $x$ и $y$ не изменит результат, так как в формуле используются квадраты разностей.

Подставим координаты в формулу:

$CD = \sqrt{(0 - 4)^2 + (4 - 0)^2 + (2 - (-2))^2}$

$CD = \sqrt{(-4)^2 + 4^2 + (2 + 2)^2}$

$CD = \sqrt{16 + 16 + 4^2}$

$CD = \sqrt{16 + 16 + 16}$

$CD = \sqrt{3 \cdot 16}$

$CD = \sqrt{48}$

Упростим корень: $\sqrt{48} = \sqrt{16 \cdot 3} = 4\sqrt{3}$.

Ответ: $4\sqrt{3}$.

№178 (с. 58)
Условие 2020. №178 (с. 58)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 58, номер 178, Условие 2020 ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 58, номер 178, Условие 2020 (продолжение 2)

178. Точка C принадлежит сфере $(x + 3)^2 + (y - 4)^2 + z^2 = 49$, точка O — начало координат. Центр данной сферы принадлежит прямой OC, но не принадлежит отрезку OC. Найдите расстояние от точки C до начала координат.

Условие 2023. №178 (с. 58)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 58, номер 178, Условие 2023 ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 58, номер 178, Условие 2023 (продолжение 2)

178. Точка $C$ принадлежит сфере $ (x + 3)^2 + (y - 4)^2 + z^2 = 49 $, точка $O$ — начало координат. Центр данной сферы принадлежит прямой $OC$, но не принадлежит отрезку $OC$. Найдите расстояние от точки $C$ до начала координат.

Решение. №178 (с. 58)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 58, номер 178, Решение
Решение 2 (2023). №178 (с. 58)

Проанализируем уравнение сферы: $(x + 3)^2 + (y - 4)^2 + z^2 = 49$. Общее уравнение сферы с центром в точке $A(x_0, y_0, z_0)$ и радиусом $R$ имеет вид $(x - x_0)^2 + (y - y_0)^2 + (z - z_0)^2 = R^2$. Сравнивая с данным уравнением, находим координаты центра сферы $A$ и ее радиус $R$:

  • Центр сферы: $A(-3, 4, 0)$.
  • Квадрат радиуса: $R^2 = 49$, следовательно, радиус $R = 7$.

Точка $O$ — это начало координат, то есть $O(0, 0, 0)$. Найдем расстояние от центра сферы $A$ до начала координат $O$: $OA = \sqrt{(-3 - 0)^2 + (4 - 0)^2 + (0 - 0)^2} = \sqrt{9 + 16 + 0} = \sqrt{25} = 5$.

По условию задачи, центр сферы $A$ принадлежит прямой $OC$, но не принадлежит отрезку $OC$. Это означает, что все три точки — $O$, $C$ и $A$ — лежат на одной прямой. Точка $C$ принадлежит сфере, поэтому расстояние от центра сферы $A$ до точки $C$ равно радиусу: $AC = R = 7$.

Так как точки $O$, $C$, $A$ лежат на одной прямой, возможны три варианта их взаимного расположения:

  1. Точка A лежит между O и C. В этом случае $A$ принадлежит отрезку $OC$. Расстояние $OC$ было бы равно сумме расстояний $OA$ и $AC$: $OC = OA + AC = 5 + 7 = 12$. Этот вариант противоречит условию, что центр $A$ не принадлежит отрезку $OC$.
  2. Точка C лежит между O и A. В этом случае $C$ принадлежит отрезку $OA$. Расстояние $OA$ было бы равно сумме расстояний $OC$ и $CA$: $OA = OC + CA$. Тогда $OC = OA - CA = 5 - 7 = -2$. Расстояние не может быть отрицательным, следовательно, этот вариант невозможен.
  3. Точка O лежит между A и C. В этом случае $O$ принадлежит отрезку $AC$. Расстояние $AC$ равно сумме расстояний $AO$ и $OC$: $AC = AO + OC$. Этот вариант удовлетворяет условию, так как точка $A$ не лежит на отрезке $OC$. Найдем искомое расстояние $OC$: $OC = AC - AO = 7 - 5 = 2$.

Единственный возможный вариант, удовлетворяющий всем условиям задачи, дает расстояние от точки $C$ до начала координат, равное 2.

Ответ: 2

Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.

Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz

Присоединиться