Страница 94 - 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 94

№169 (с. 94)
Условие 2020. №169 (с. 94)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 94, номер 169, Условие 2020

169. Основанием пирамиды является равнобедренный треугольник, боковая сторона которого равна $a$, а угол между боковыми сторонами — $\beta$. Двугранные углы пирамиды при рёбрах основания равны $\varphi$. Найдите площадь боковой поверхности конуса, вписанного в пирамиду.

Условие 2023. №169 (с. 94)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 94, номер 169, Условие 2023

169. Основанием пирамиды является равнобедренный треугольник, боковая сторона которого равна $a$, а угол между боковыми сторонами — $\beta$. Двугранные углы пирамиды при рёбрах основания равны $\varphi$. Найдите площадь боковой поверхности конуса, вписанного в пирамиду.

Решение. №169 (с. 94)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 94, номер 169, 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 94, номер 169, Решение (продолжение 2)
Решение 2 (2023). №169 (с. 94)

Площадь боковой поверхности конуса вычисляется по формуле $S_{бок} = \pi R L$, где $R$ – радиус основания конуса, а $L$ – его образующая.

Поскольку конус вписан в пирамиду, его основание является окружностью, вписанной в основание пирамиды (равнобедренный треугольник). Таким образом, радиус основания конуса $R$ равен радиусу $r$ этой вписанной окружности. Вершина конуса совпадает с вершиной пирамиды.

Условие равенства двугранных углов при ребрах основания ($\varphi$) означает, что вершина пирамиды проецируется в центр вписанной в основание окружности. Образующая конуса $L$ совпадает с апофемой боковой грани пирамиды. В прямоугольном треугольнике, образованном высотой пирамиды $H$, радиусом вписанной окружности $r$ и апофемой $L$, угол между $L$ и $r$ равен $\varphi$. Отсюда следует соотношение: $\cos \varphi = \frac{r}{L}$, из которого находим образующую: $L = \frac{r}{\cos \varphi}$.

Подставив это в формулу площади, получаем: $S_{бок} = \pi r L = \pi r \cdot \frac{r}{\cos \varphi} = \frac{\pi r^2}{\cos \varphi}$.

Для нахождения площади нам необходимо вычислить радиус $r$ вписанной в основание окружности. Основанием является равнобедренный треугольник с боковыми сторонами $a$ и углом $\beta$ между ними.

Радиус вписанной окружности находится по формуле $r = \frac{S_{осн}}{p}$, где $S_{осн}$ – площадь треугольника, а $p$ – его полупериметр.

Площадь основания равна: $S_{осн} = \frac{1}{2} a \cdot a \cdot \sin \beta = \frac{1}{2} a^2 \sin \beta$.

Найдем третью сторону основания, обозначим ее $b$, по теореме косинусов:

$b^2 = a^2 + a^2 - 2a \cdot a \cos \beta = 2a^2(1 - \cos \beta) = 4a^2 \sin^2(\frac{\beta}{2})$.

Следовательно, $b = 2a \sin(\frac{\beta}{2})$.

Теперь найдем полупериметр:

$p = \frac{a + a + b}{2} = \frac{2a + 2a \sin(\frac{\beta}{2})}{2} = a(1 + \sin(\frac{\beta}{2}))$.

Вычислим радиус вписанной окружности:

$r = \frac{S_{осн}}{p} = \frac{\frac{1}{2} a^2 \sin \beta}{a(1 + \sin(\frac{\beta}{2}))} = \frac{a \sin \beta}{2(1 + \sin(\frac{\beta}{2}))}$.

Используя формулу синуса двойного угла $\sin \beta = 2 \sin(\frac{\beta}{2})\cos(\frac{\beta}{2})$, упростим выражение для радиуса:

$r = \frac{a \cdot 2 \sin(\frac{\beta}{2})\cos(\frac{\beta}{2})}{2(1 + \sin(\frac{\beta}{2}))} = \frac{a \sin(\frac{\beta}{2})\cos(\frac{\beta}{2})}{1 + \sin(\frac{\beta}{2})}$.

Наконец, подставляем найденный радиус $r$ в формулу для площади боковой поверхности конуса:

$S_{бок} = \frac{\pi r^2}{\cos \varphi} = \frac{\pi}{\cos \varphi} \left( \frac{a \sin(\frac{\beta}{2})\cos(\frac{\beta}{2})}{1 + \sin(\frac{\beta}{2})} \right)^2 = \frac{\pi a^2 \sin^2(\frac{\beta}{2})\cos^2(\frac{\beta}{2})}{\cos \varphi (1 + \sin(\frac{\beta}{2}))^2}$.

Ответ: $S_{бок} = \frac{\pi a^2 \sin^2(\frac{\beta}{2})\cos^2(\frac{\beta}{2})}{\cos \varphi (1 + \sin(\frac{\beta}{2}))^2}$.

№170 (с. 94)
Условие 2020. №170 (с. 94)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 94, номер 170, Условие 2020

170. В усечённый конус вписана правильная усечённая четырёхугольная пирамида. Радиус меньшего основания усечённого конуса равен 4 см, высота — 12 см, а образующая — $6\sqrt{5}$ см. Найдите площадь боковой поверхности усечённой пирамиды.

Условие 2023. №170 (с. 94)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 94, номер 170, Условие 2023

170. В усечённый конус вписана правильная усечённая четырёхугольная пирамида. Радиус меньшего основания усечённого конуса равен 4 см, высота — 12 см, а образующая — $6\sqrt{5}$ см. Найдите площадь боковой поверхности усечённой пирамиды.

Решение. №170 (с. 94)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 94, 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 94, номер 170, Решение (продолжение 2)
Решение 2 (2023). №170 (с. 94)

Для решения задачи нам нужно найти площадь боковой поверхности правильной усечённой четырёхугольной пирамиды. Формула для её вычисления: $S_{бок} = \frac{1}{2}(P_1 + P_2) \cdot h_a$, где $P_1$ и $P_2$ — периметры оснований, а $h_a$ — апофема (высота боковой грани).

Дано:

  • Радиус меньшего основания конуса, $r = 4$ см.
  • Высота усечённого конуса (и вписанной пирамиды), $h = 12$ см.
  • Образующая усечённого конуса, $L = 6\sqrt{5}$ см.

1. Найдём радиус большего основания усечённого конуса (R)

Рассмотрим осевое сечение усечённого конуса. Это равнобокая трапеция, у которой высота равна $h$, боковая сторона равна $L$, а полусуммы оснований равны $R$ и $r$. Из прямоугольного треугольника, образованного высотой $h$, образующей $L$ и разностью радиусов $(R-r)$, по теореме Пифагора имеем:

$L^2 = h^2 + (R-r)^2$

Подставим известные значения:

$(6\sqrt{5})^2 = 12^2 + (R-4)^2$

$36 \cdot 5 = 144 + (R-4)^2$

$180 = 144 + (R-4)^2$

$(R-4)^2 = 180 - 144 = 36$

$R-4 = 6$

$R = 10$ см.

2. Найдём стороны оснований вписанной пирамиды (a₁ и a₂)

Так как в конус вписана правильная четырёхугольная пирамида, её основаниями являются квадраты, вписанные в окружности оснований конуса. Радиус окружности, описанной около квадрата, связан с его стороной $a$ формулой $R_{окр} = \frac{a\sqrt{2}}{2}$.

Для меньшего основания (со стороной $a_2$):

$r = \frac{a_2\sqrt{2}}{2} \Rightarrow 4 = \frac{a_2\sqrt{2}}{2} \Rightarrow a_2 = \frac{8}{\sqrt{2}} = 4\sqrt{2}$ см.

Для большего основания (со стороной $a_1$):

$R = \frac{a_1\sqrt{2}}{2} \Rightarrow 10 = \frac{a_1\sqrt{2}}{2} \Rightarrow a_1 = \frac{20}{\sqrt{2}} = 10\sqrt{2}$ см.

3. Найдём апофему усечённой пирамиды (hₐ)

Апофему $h_a$ можно найти из прямоугольного треугольника, катетами которого являются высота пирамиды $h$ и разность апофем оснований (которые для квадрата равны половине его стороны), а гипотенузой — сама апофема $h_a$.

$h_a^2 = h^2 + \left(\frac{a_1}{2} - \frac{a_2}{2}\right)^2$

$h_a^2 = 12^2 + \left(\frac{10\sqrt{2}}{2} - \frac{4\sqrt{2}}{2}\right)^2$

$h_a^2 = 144 + (5\sqrt{2} - 2\sqrt{2})^2$

$h_a^2 = 144 + (3\sqrt{2})^2$

$h_a^2 = 144 + 9 \cdot 2 = 144 + 18 = 162$

$h_a = \sqrt{162} = \sqrt{81 \cdot 2} = 9\sqrt{2}$ см.

4. Найдём площадь боковой поверхности усечённой пирамиды (Sбок)

Сначала вычислим периметры оснований:

$P_2 = 4 \cdot a_2 = 4 \cdot 4\sqrt{2} = 16\sqrt{2}$ см.

$P_1 = 4 \cdot a_1 = 4 \cdot 10\sqrt{2} = 40\sqrt{2}$ см.

Теперь подставим все значения в формулу площади боковой поверхности:

$S_{бок} = \frac{1}{2}(P_1 + P_2) \cdot h_a = \frac{1}{2}(40\sqrt{2} + 16\sqrt{2}) \cdot 9\sqrt{2}$

$S_{бок} = \frac{1}{2}(56\sqrt{2}) \cdot 9\sqrt{2} = 28\sqrt{2} \cdot 9\sqrt{2}$

$S_{бок} = 28 \cdot 9 \cdot (\sqrt{2})^2 = 252 \cdot 2 = 504$ см$^2$.

Ответ: $504$ см$^2$.

№171 (с. 94)
Условие 2020. №171 (с. 94)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 94, номер 171, Условие 2020

171. Около усечённого конуса описана правильная усечённая треугольная пирамида. Сторона меньшего основания усечённой пирамиды равна $6 \text{ см}$, апофема — $4 \text{ см}$. Двугранный угол усечённой пирамиды при ребре большего основания равен $60^\circ$. Найдите площадь боковой поверхности усечённого конуса.

Условие 2023. №171 (с. 94)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 94, номер 171, Условие 2023

171. Около усечённого конуса описана правильная усечённая треугольная пирамида. Сторона меньшего основания усечённой пирамиды равна 6 см, апофема — 4 см. Двугранный угол усечённой пирамиды при ребре большего основания равен $60^\circ$. Найдите площадь боковой поверхности усечённого конуса.

Решение. №171 (с. 94)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 94, номер 171, Решение
Решение 2 (2023). №171 (с. 94)

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

Так как правильная усечённая треугольная пирамида описана около усечённого конуса, то основания конуса являются окружностями, вписанными в основания пирамиды. Основаниями правильной усечённой треугольной пирамиды являются равносторонние треугольники. Таким образом, радиусы оснований конуса $r$ и $R$ равны радиусам окружностей, вписанных в основания пирамиды.

1. Нахождение радиуса меньшего основания конуса, $r$

Радиус $r$ равен радиусу окружности, вписанной в меньшее основание пирамиды — равносторонний треугольник со стороной $a_1 = 6$ см. Радиус окружности, вписанной в равносторонний треугольник, находится по формуле $r_{впис} = \frac{a}{2\sqrt{3}}$.

$r = \frac{6}{2\sqrt{3}} = \frac{3}{\sqrt{3}} = \sqrt{3}$ см.

2. Нахождение радиуса большего основания конуса, $R$, и образующей, $l$

Рассмотрим осевое сечение, проходящее через апофему усечённой пирамиды ($h_a$) и перпендикулярное стороне основания. Данное сечение представляет собой прямоугольную трапецию, у которой:

  • основания равны радиусам оснований конуса, $R$ и $r$;
  • высота равна высоте усечённого конуса, $H$;
  • наклонная боковая сторона равна апофеме усечённой пирамиды, $h_a = 4$ см;
  • угол между наклонной стороной ($h_a$) и большим основанием ($R$) равен двугранному углу при ребре большего основания пирамиды, то есть 60°.

Из этой трапеции, рассмотрев прямоугольный треугольник с гипотенузой $h_a$, находим его катеты: разность радиусов $R-r$ и высоту $H$.

$R - r = h_a \cdot \cos(60°) = 4 \cdot \frac{1}{2} = 2$ см.

Зная $r$, находим $R$:

$R = r + 2 = \sqrt{3} + 2$ см.

Высота усечённого конуса $H$:

$H = h_a \cdot \sin(60°) = 4 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = 2\sqrt{3}$ см.

Образующая конуса $l$ является гипотенузой в другом прямоугольном треугольнике, катетами которого являются высота $H$ и разность радиусов $R-r$. По теореме Пифагора:

$l^2 = H^2 + (R-r)^2$

$l = \sqrt{(2\sqrt{3})^2 + 2^2} = \sqrt{12 + 4} = \sqrt{16} = 4$ см.

3. Вычисление площади боковой поверхности усечённого конуса

Подставим найденные значения $R = 2 + \sqrt{3}$ см, $r = \sqrt{3}$ см и $l = 4$ см в формулу площади боковой поверхности:

$S_{бок} = \pi (R + r)l = \pi ((2 + \sqrt{3}) + \sqrt{3}) \cdot 4$

$S_{бок} = \pi (2 + 2\sqrt{3}) \cdot 4 = 8\pi(1 + \sqrt{3})$ см$^2$.

Ответ: $8\pi(1 + \sqrt{3})$ см$^2$.

№172 (с. 94)
Условие 2020. №172 (с. 94)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 94, номер 172, Условие 2020

172. На сфере с центром $O$ отметили точки $E$ и $F$ такие, что $EF = 24$ см. Найдите расстояние от точки $O$ до прямой $EF$, если диаметр сферы равен $30$ см.

Условие 2023. №172 (с. 94)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 94, номер 172, Условие 2023

172. На сфере с центром $O$ отметили точки $E$ и $F$ такие, что $EF = 24$ см. Найдите расстояние от точки $O$ до прямой $EF$, если диаметр сферы равен $30$ см.

Решение. №172 (с. 94)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 94, номер 172, Решение
Решение 2 (2023). №172 (с. 94)

Рассмотрим треугольник $OEF$. Так как точки $E$ и $F$ находятся на сфере с центром в точке $O$, отрезки $OE$ и $OF$ являются радиусами этой сферы. Следовательно, $OE = OF$, и треугольник $OEF$ — равнобедренный с основанием $EF$.

Найдем радиус сферы $R$. Диаметр сферы равен 30 см, поэтому радиус равен половине диаметра:
$R = \frac{30}{2} = 15$ см.
Таким образом, длины боковых сторон треугольника $OEF$ равны $OE = OF = 15$ см.

Расстояние от точки $O$ до прямой $EF$ — это длина перпендикуляра, проведенного из точки $O$ к отрезку $EF$. Обозначим этот перпендикуляр $OH$, где $H$ — точка на отрезке $EF$.

В равнобедренном треугольнике $OEF$ высота $OH$, проведенная к основанию, является также и медианой. Это означает, что точка $H$ — середина отрезка $EF$.
Найдем длину отрезка $EH$:
$EH = \frac{EF}{2} = \frac{24}{2} = 12$ см.

Теперь рассмотрим прямоугольный треугольник $OHE$ (с прямым углом $H$). Гипотенуза $OE$ равна радиусу сферы (15 см), а катет $EH$ равен 12 см. По теореме Пифагора найдем длину второго катета $OH$:
$OE^2 = OH^2 + EH^2$
$15^2 = OH^2 + 12^2$
$225 = OH^2 + 144$
$OH^2 = 225 - 144$
$OH^2 = 81$
$OH = \sqrt{81} = 9$ см.

Таким образом, расстояние от точки $O$ до прямой $EF$ составляет 9 см.

Ответ: 9 см.

№173 (с. 94)
Условие 2020. №173 (с. 94)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 94, номер 173, Условие 2020

173. Радиус сферы равен 5,8 см. Как относительно сферы — внутри сферы, на сфере или вне сферы — расположена точка А, если она удалена от центра сферы:

1) на $5\frac{3}{4}$ см;

2) на $5\frac{4}{5}$ см;

3) на $5\frac{5}{6}$ см?

Условие 2023. №173 (с. 94)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 94, номер 173, Условие 2023

173. Радиус сферы равен 5,8 см. Как относительно сферы — внутри сферы, на сфере или вне сферы — расположена точка А, если она удалена от центра сферы:

1) на $5\frac{3}{4}$ см;

2) на $5\frac{4}{5}$ см;

3) на $5\frac{5}{6}$ см?

Решение. №173 (с. 94)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 94, номер 173, Решение
Решение 2 (2023). №173 (с. 94)

Положение точки A относительно сферы определяется соотношением между расстоянием от центра сферы до этой точки (обозначим его $d$) и радиусом сферы $R$. По условию, радиус сферы $R = 5,8$ см.

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

Чтобы определить положение точки А в каждом из случаев, сравним заданное расстояние $d$ с радиусом $R = 5,8$ см. Для удобства сравнения будем переводить смешанные дроби в десятичные.

1)

Расстояние от центра до точки А равно $d = 5\frac{3}{4}$ см. Переведем смешанную дробь в десятичную: $d = 5 + \frac{3}{4} = 5 + 0,75 = 5,75$ см. Сравним полученное расстояние с радиусом сферы: $5,75 \text{ см} < 5,8 \text{ см}$. Так как $d < R$, точка А расположена внутри сферы.

Ответ: внутри сферы.

2)

Расстояние от центра до точки А равно $d = 5\frac{4}{5}$ см. Переведем смешанную дробь в десятичную: $d = 5 + \frac{4}{5} = 5 + 0,8 = 5,8$ см. Сравним полученное расстояние с радиусом сферы: $5,8 \text{ см} = 5,8 \text{ см}$. Так как $d = R$, точка А расположена на сфере.

Ответ: на сфере.

3)

Расстояние от центра до точки А равно $d = 5\frac{5}{6}$ см. Переведем смешанную дробь в десятичную: $d = 5 + \frac{5}{6} = 5 + 0,8333... = 5,8(3)$ см. Сравним полученное расстояние с радиусом сферы: $5,8(3) \text{ см} > 5,8 \text{ см}$. Так как $d > R$, точка А расположена вне сферы.

Ответ: вне сферы.

№174 (с. 94)
Условие 2020. №174 (с. 94)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 94, номер 174, Условие 2020

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

1) $(x + 4)^2 + (y - 9)^2 + (z - 10)^2 = 49$;

2) $x^2 + (y + 2)^2 + z^2 = 15$.

Условие 2023. №174 (с. 94)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 94, номер 174, Условие 2023

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

1) $(x + 4)^2 + (y - 9)^2 + (z - 10)^2 = 49;$

2) $x^2 + (y + 2)^2 + z^2 = 15.$

Решение. №174 (с. 94)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 94, номер 174, Решение
Решение 2 (2023). №174 (с. 94)

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 привести данное уравнение к стандартному виду и сопоставить его компоненты.

1) Дано уравнение сферы: $(x + 4)^2 + (y - 9)^2 + (z - 10)^2 = 49$.
Сравнивая это уравнение с общим уравнением сферы $(x - x_0)^2 + (y - y_0)^2 + (z - z_0)^2 = R^2$, находим:
$x - x_0 = x + 4$, откуда $x_0 = -4$.
$y - y_0 = y - 9$, откуда $y_0 = 9$.
$z - z_0 = z - 10$, откуда $z_0 = 10$.
Таким образом, координаты центра сферы – $(-4; 9; 10)$.
Квадрат радиуса $R^2 = 49$, следовательно, радиус $R = \sqrt{49} = 7$.
Ответ: Координаты центра $(-4; 9; 10)$, радиус $R = 7$.

2) Дано уравнение сферы: $x^2 + (y + 2)^2 + z^2 = 15$.
Перепишем уравнение в стандартном виде:
$(x - 0)^2 + (y - (-2))^2 + (z - 0)^2 = 15$.
Сравнивая его с общим уравнением, находим:
$x_0 = 0$.
$y_0 = -2$.
$z_0 = 0$.
Таким образом, координаты центра сферы – $(0; -2; 0)$.
Квадрат радиуса $R^2 = 15$, следовательно, радиус $R = \sqrt{15}$.
Ответ: Координаты центра $(0; -2; 0)$, радиус $R = \sqrt{15}$.

№175 (с. 94)
Условие 2020. №175 (с. 94)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 94, номер 175, Условие 2020

175. Составьте уравнение сферы с центром в точке C (6; -4; 15) и радиусом $r = 19$.

Условие 2023. №175 (с. 94)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 94, номер 175, Условие 2023

175. Составьте уравнение сферы с центром в точке C (6; -4; 15) и радиусом $r = 19$.

Решение. №175 (с. 94)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 94, номер 175, Решение
Решение 2 (2023). №175 (с. 94)

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

По условию задачи, центр сферы находится в точке $C(6; -4; 15)$, а радиус равен $r = 19$.
Следовательно, мы имеем следующие значения:
$x_0 = 6$
$y_0 = -4$
$z_0 = 15$
$r = 19$

Подставим эти значения в общую формулу уравнения сферы:
$(x - 6)^2 + (y - (-4))^2 + (z - 15)^2 = 19^2$

Упростим полученное выражение. Выражение $(y - (-4))$ становится $(y + 4)$. Также вычислим квадрат радиуса:
$19^2 = 361$

В результате получаем искомое уравнение сферы:
$(x - 6)^2 + (y + 4)^2 + (z - 15)^2 = 361$

Ответ: $(x - 6)^2 + (y + 4)^2 + (z - 15)^2 = 361$

№176 (с. 94)
Условие 2020. №176 (с. 94)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 94, номер 176, Условие 2020

176. Составьте уравнение сферы, диаметром которой является отрезок EF, если $E(-1; 4; -3)$, $F(1; -2; -5)$.

Условие 2023. №176 (с. 94)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 94, номер 176, Условие 2023

176. Составьте уравнение сферы, диаметром которой является отрезок $EF$, если $E (-1; 4; -3)$, $F (1; -2; -5)$.

Решение. №176 (с. 94)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 94, номер 176, Решение
Решение 2 (2023). №176 (с. 94)

Уравнение сферы с центром в точке $C(x_0; y_0; z_0)$ и радиусом $R$ в общем виде записывается как:

$(x - x_0)^2 + (y - y_0)^2 + (z - z_0)^2 = R^2$

Чтобы составить уравнение для нашей сферы, необходимо определить координаты ее центра и радиус.

1. Нахождение центра сферы.

Поскольку отрезок $EF$ является диаметром сферы, ее центр $C$ будет находиться точно посередине этого отрезка. Координаты середины отрезка находятся как среднее арифметическое координат его концов. Даны точки $E(-1; 4; -3)$ и $F(1; -2; -5)$.

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

$x_0 = \frac{x_E + x_F}{2} = \frac{-1 + 1}{2} = \frac{0}{2} = 0$

$y_0 = \frac{y_E + y_F}{2} = \frac{4 + (-2)}{2} = \frac{2}{2} = 1$

$z_0 = \frac{z_E + z_F}{2} = \frac{-3 + (-5)}{2} = \frac{-8}{2} = -4$

Таким образом, центр сферы находится в точке $C(0; 1; -4)$.

2. Нахождение радиуса сферы.

Радиус $R$ сферы равен половине длины диаметра $EF$. Длину диаметра можно найти как расстояние между точками $E$ и $F$ по формуле расстояния в трехмерном пространстве:

$d = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2 + (z_2 - z_1)^2}$

Длина диаметра $EF$ равна:

$|EF| = \sqrt{(1 - (-1))^2 + (-2 - 4)^2 + (-5 - (-3))^2} = \sqrt{(2)^2 + (-6)^2 + (-2)^2} = \sqrt{4 + 36 + 4} = \sqrt{44}$

Радиус $R$ равен половине диаметра:

$R = \frac{|EF|}{2} = \frac{\sqrt{44}}{2} = \frac{\sqrt{4 \cdot 11}}{2} = \frac{2\sqrt{11}}{2} = \sqrt{11}$

Для уравнения сферы нам понадобится квадрат радиуса:

$R^2 = (\sqrt{11})^2 = 11$

3. Составление уравнения сферы.

Теперь, зная координаты центра $C(0; 1; -4)$ и квадрат радиуса $R^2 = 11$, подставим эти значения в общую формулу уравнения сферы:

$(x - 0)^2 + (y - 1)^2 + (z - (-4))^2 = 11$

Упростив, получаем окончательное уравнение:

$x^2 + (y - 1)^2 + (z + 4)^2 = 11$

Ответ: $x^2 + (y - 1)^2 + (z + 4)^2 = 11$

№177 (с. 94)
Условие 2020. №177 (с. 94)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 94, номер 177, Условие 2020

177. Точки $E$ (0; 5; $z$) и $F$ ($x$; -5; 0) принадлежат сфере $x^2 + y^2 + z^2 = 26$. Найдите хорду $EF$.

Условие 2023. №177 (с. 94)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 94, номер 177, Условие 2023

177. Точки $E (0; 5; z)$ и $F (x; -5; 0)$ принадлежат сфере $x^2 + y^2 + z^2 = 26$. Найдите хорду $EF$.

Решение. №177 (с. 94)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Дидактические материалы, авторы: Мерзляк Аркадий Григорьевич, Полонский Виталий Борисович, Рабинович Ефим Михайлович, Якир Михаил Семёнович, издательство Просвещение, Москва, 2021, страница 94, 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 94, номер 177, Решение (продолжение 2)
Решение 2 (2023). №177 (с. 94)

По условию задачи, точки $E(0; 5; z)$ и $F(x; -5; 0)$ принадлежат сфере, заданной уравнением $x^2 + y^2 + z^2 = 26$. Хорда $EF$ — это отрезок, соединяющий эти две точки. Чтобы найти ее длину, нужно найти расстояние между точками $E$ и $F$. Для этого сначала найдем неизвестные координаты $x$ и $z$.

Нахождение неизвестных координат

Поскольку точка $E(0; 5; z)$ лежит на сфере, ее координаты удовлетворяют уравнению сферы. Подставим их в уравнение:

$0^2 + 5^2 + z^2 = 26$

$25 + z^2 = 26$

$z^2 = 26 - 25$

$z^2 = 1$

Аналогично, для точки $F(x; -5; 0)$, которая также лежит на сфере:

$x^2 + (-5)^2 + 0^2 = 26$

$x^2 + 25 = 26$

$x^2 = 26 - 25$

$x^2 = 1$

Нахождение длины хорды EF

Длина хорды $EF$ вычисляется как расстояние между точками $E(0; 5; z)$ и $F(x; -5; 0)$ по формуле расстояния в трехмерном пространстве:

$|EF| = \sqrt{(x_F - x_E)^2 + (y_F - y_E)^2 + (z_F - z_E)^2}$

Подставим координаты точек:

$|EF| = \sqrt{(x - 0)^2 + (-5 - 5)^2 + (0 - z)^2}$

$|EF| = \sqrt{x^2 + (-10)^2 + (-z)^2}$

$|EF| = \sqrt{x^2 + 100 + z^2}$

Теперь подставим найденные ранее значения $x^2 = 1$ и $z^2 = 1$ в формулу для длины хорды:

$|EF| = \sqrt{1 + 100 + 1}$

$|EF| = \sqrt{102}$

Ответ: $\sqrt{102}$

Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.

Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz

Присоединиться