36. Масоҳати сфера - Геометрия — синфи 11
Масоҳати сатҳи паҳлуии силиндр ва конусро аз паҳнкунӣ ёфтем. Сфераро бе буридан ва таҳриф ба ҳамвор паҳн кардан мумкин нест. Бинобар ин масоҳати сфераро аз таърифи ҷиддии геометрии масоҳати сатҳ меёбем.
Таърифи масоҳати сатҳ
Бигзор F F F — сатҳи ҷисми дода шуда. Ҷисми F h F_h F h -ро месозем, ки ҳар нуқтааш аз ягон нуқтаи F F F дар масофаи на зиёда аз h h h ҷойгир аст («қабати ғафс»). Бигзор V h V_h V — ҳаҷми ин ҷисм.
навбатӣ Такрор ва санҷиш: соли таҳсил · 1/3. Такрори сол 1 соат
h
Ин маъноро дорад: қабати борик бо ғафсии 2 h 2h 2 h ҳаҷмаш тақрибан сатҳ × \times × ғафсӣ. Агар F F F — сатҳи паҳлуии призма, пирамида, силиндр ё конус, ин таъриф формулаҳои масоҳати аз паҳнкунӣ ёфтаро медиҳад. Умуман V h 2 h = S + C h k , \dfrac{V_h}{2h} = S + C h^k, 2 h V h = S + C h k , ки C C C доимӣ ва k > 0. k > 0. k > 0.
Масоҳати сфера Қабати F h F_h F h барои сфераи радиусаш R R R — қабати байни ду сфераи консентрикӣ бо радиусҳои R − h R - h R − h ва R + h R + h R + h (расми 1).
Ҳаҷми қабат ба фарқи ҳаҷмҳои ду кура баробар аст:
V h = 4 3 π [ ( R + h ) 3 − ( R − h ) 3 ] = 4 3 π ( 6 R 2 h + 2 h 3 ) . V_h = \frac43\pi\left[(R + h)^3 - (R - h)^3\right] = \frac43\pi\left(6R^2 h + 2h^3\right). V h = 3 4 π [ ( R + h ) 3 − ( R − h ) 3 ] = 3 4 π ( 6 R 2 h + 2 h 3 ) . Тақсим мекунем ба 2 h : 2h: 2 h :
V h 2 h = 4 π R 2 + 4 3 π h 2 . \frac{V_h}{2h} = 4\pi R^2 + \frac43\pi h^2. 2 h V h = 4 π R 2 + 3 4 π h 2 . Ҳангоми h → 0 h \to 0 h → 0 ҳад 4 3 π h 2 \dfrac43\pi h^2 3 4 π h 2 ба сифр майл мекунад. Пас S = 4 π R 2 . S = 4\pi R^2. S = 4 π R 2 .
Масъала. Сфераи радиусаш 5 см бо ҳамворие бурида мешавад, ки аз маркази сфера дар масофаи 3 см ҷойгир аст. Масоҳати пуррааи сегменти сферавии асоси хурдро меёбем.
Ҳал. O A = O B = R = 5 , OA = OB = R = 5, O A = OB = R = 5 , O O 1 = 3. OO_1 = 3. O O 1 = 3. Баландии сегмент H = O A − O O 1 = 5 − 3 = 2 H = OA - OO_1 = 5 - 3 = 2 H = O A − O O 1 = 5 − 3 = 2 см. Радиуси давраи буриш (теоремаи Пифагор аз △ O O 1 B \triangle OO_1B △ O O 1 B ): r = 5 2 − 3 2 = 4 r = \sqrt{5^2 - 3^2} = 4 r = 5 2 − 3 2 = 4 см. Масоҳати пурра = сатҳи сегмент + асос:
S = 2 π R H + π r 2 = 2 π ⋅ 5 ⋅ 2 + π ⋅ 16 = 20 π + 16 π = 36 π см 2 . S = 2\pi RH + \pi r^2 = 2\pi\cdot 5\cdot 2 + \pi\cdot 16 = 20\pi + 16\pi = 36\pi \text{ см}^2. S = 2 π R H + π r 2 = 2 π ⋅ 5 ⋅ 2 + π ⋅ 16 = 20 π + 16 π = 36 π см 2 .
Кор дар синф
Машқҳо 1. Масоҳати сфера 225 π 225\pi 225 π м² аст. Ҳаҷми кураро, ки сатҳи он ин сфера аст, ёбед.
2. Агар радиуси сфераро 4 маротиба зиёд кунем, масоҳати он чӣ тавр тағйир меёбад?
3. Баландии қабати сферавӣ 7 см, радиусҳои асосҳояш 16 см ва 33 см аст. Масоҳати сатҳи қабатро ёбед.
4. Ҳаҷми кура (бо воҳидҳои кубӣ) ва масоҳати сатҳи он (бо воҳидҳои квадратӣ) ба ҳамдигар баробаранд. Радиуси чунин кураро ёбед.
5. Дар як нимсфера ду буриш (параллел ба асоси нимсфера) гузаронида шудааст, ки масоҳаташон 49 π 49\pi 49 π дм² ва 4 π 4\pi 4 π м² буда, масофаашон 9 дм аст. Масоҳати тамоми сфераро ёбед. Нишондод: воҳидҳоро баробар кунед (4 π 4\pi 4 π м² = 400 π = 400\pi = 400 π дм²); радиусҳои буришҳо 7 дм ва 20 дм аст.
6. Дар конус масоҳати асос 64 π \dfrac{64}{\pi} π 64 см² ва масоҳати буриши тирӣ 30 см² аст. Ҳаҷми конусро ёбед.
7. Нишон диҳед, ки агар α , \alpha, α , β , \beta, β , γ \gamma γ — кунҷҳои секунҷа ва b b b — тарафи ба кунҷи β \beta β муқобил бошад, он гоҳ масоҳати секунҷа S = b 2 sin α sin γ 2 sin β . S = \dfrac{b^2\sin\alpha\sin\gamma}{2\sin\beta}. S = 2 sin β b 2 sin α sin γ . Нишондод: теоремаи синусҳо барои тарафи a a a ва формулаи S = 1 2 a b sin γ . S = \dfrac12 ab\sin\gamma. S = 2 1 ab sin γ .
Саволҳои назоратӣ
Таърифи геометрии масоҳати сатҳро баён кунед.
Масоҳати сфера бо кадом формула ҳисоб карда мешавад?
Байни масоҳати сфера ва ҳаҷми кура чӣ гуна вобастагӣ ҳаст?
Масоҳати қисмҳои сфера — сегмент, қабат ва сектор — бо кадом формулаҳо ифода меёбанд?
Вазифаи хонагӣ
Машқи 4. Ба саволҳои назоратӣ ҷавоб омода кунед.
Вазифаи хонагии электронии «Геометрия 11 · Вазифаи хонагӣ · 36» (онро аз омӯзгор гиред): 7 савол. 2 кӯшиш.
Хулоса
Масоҳати сатҳи F F F — ҳудуди V h 2 h \dfrac{V_h}{2h} 2 h V h ҳангоми h → 0. h \to 0. h → 0.
S = 4 π R 2 ; S = 4\pi R^2; S = 4 π R 2 ; S = V ′ ( R ) ; S = V'(R); S = V ′ ( R ) ; минтақа ва сегмент: 2 π R H ; 2\pi R H; 2 π R H ; сектор: π R ( 2 H + r ) . \pi R(2H + r). π R ( 2 H + r ) .
Дар ин дарс
Ман мефаҳмам , ки чаро масоҳати сфераро аз паҳнкунӣ ёфтан мумкин нест ва таърифи геометрии масоҳати сатҳ чист.
Ман метавонам формулаи S = 4 π R 2 S = 4\pi R^2 S = 4 π R 2 -ро аз қабати борик бароварда нависам.
Ман метавонам масоҳати қисмҳои сфераро ҳисоб кунам.
Такрор (2 дақиқа)
Ҳаҷми кураро нависед.
Масоҳати сатҳи паҳлуии силиндр ва конус чӣ гуна ёфта мешавад (аз паҳнкунӣ)?
( R + h ) 3 − ( R − h ) 3 = ? \left(R + h\right)^3 - \left(R - h\right)^3 = ? ( R + h ) 3 − ( R − h ) 3 = ?
Ҷавобҳо
4 3 π R 3 ; \dfrac43\pi R^3; 3 4 π R 3 ; 2) силиндр: росткунҷаи 2 π R × H ; 2\pi R \times H; 2 π R × H ; конус: сектор; 3) 6 R 2 h +
Таъриф Масоҳати сатҳи F F F — бузургиест, ки нисбати V h 2 h \dfrac{V_h}{2h} 2 h V h ба он наздик мешавад, вақте ки ба сифр майл мекунад (яъне ҳудуди ин нисбат).
Расми 1. Қабати байни сфераҳои радиусашон R − h ва R + h; ғафсии қабат 2h. Теорема Масоҳати сфераи радиусаш R R R : S = 4 π R 2 . S = 4\pi R^2. S = 4 π R 2 .
Эзоҳ 1 Формула нишон медиҳад, ки S ( R ) S(R) S ( R ) ба ҳосилаи ҳаҷм нисбат ба радиус баробар аст: V ( R ) = 4 3 π R 3 , V(R) = \dfrac43\pi R^3, V ( R ) = 3 4 π R Баръакс, ҳаҷм ба интеграли масоҳат баробар аст: Ин маънои онро дорад, ки кура — «пиёзи» сфераҳои консентрикӣ.
Эзоҳ 2 Масоҳати қисмҳои сфера (R R R — радиуси сфера, H H H — баландии қисм, r r r — радиуси асос):
сегмент (қисми сфера, ки аз ҳамворӣ ҷудо шудааст) ва қабат: S = 2 π R H S = 2\pi R H S = 2 π R H (бе масоҳати асосҳо);
сектори куравӣ: S = π R ( 2 H + r ) . S = \pi R(2H + r).
Расми 2. Сфера, ки бо ҳамворӣ дар масофаи 3 аз марказ бурида шудааст: H — баландии сегмент. Калимаҳои калидӣ масоҳати сфера сатҳ ва қабати ғафс минтақаи куравӣ қабати сферавӣ ҳосила ва масоҳат
Ман дар ин дарс чӣ омӯхтам? Худро санҷед: ✓ ман S = 4 π R 2 S = 4\pi R^2 S = 4 π R 2 -ро аз қабати борик мебароварам; ✓ ман масоҳати минтақаи куравиро меёбам; ✗ ман ҳоло ҳам мушкилӣ дорам: ______.
Ҳаҷми кура 36 π 36\pi 36 π аст. Масоҳати сатҳи он чанд аст?
Як ҷавобро интихоб кунед A 36 π 36\pi 36 π
B 12 π 12\pi 12 π
C 144 π 144\pi 144 π
D 18 π 18\pi 18 π
Масоҳати сфераро тавассути қабати борик ёфтанро ба тартиб гузоред.
Унсурҳоро бо тартиби дуруст ҷойгир кунед 1 h → 0 h \to 0 h → 0 медиҳад S = 4 π R 2 S = 4\pi R^2 S = 4 π R 2
2 V h 2 h = 4 π R 2 + 4 3 π h 2 \dfrac{V_h}{2h} = 4\pi R^2 + \dfrac43\pi h^2
3
4
5
2 h 3 . 6R^2 h + 2h^3. 6 R 2 h + 2 h 3 .
h
3
,
V ′ ( R ) = 4 π R 2 = S ( R ) . V'(R) = 4\pi R^2 = S(R). V ′ ( R ) = 4 π R 2 = S ( R ) . V = ∫ 0 R S ( r ) d r . V = \int_0^R S(r)\,dr. V = ∫ 0 R S ( r ) d r .
S
=
π R ( 2 H +
r ) .
2 h
V h
=
4 π R 2 +
3 4 π h 2
Ифодаро кушода: ( R + h ) 3 − ( R − h ) 3 = 6 R 2 h + 2 h 3 (R + h)^3 - (R - h)^3 = 6R^2 h + 2h^3 ( R + h ) 3 − ( R − h ) 3 = 6 R 2 h + 2 h 3
Қабати байни сфераҳои радиусашон R − h R - h R − h ва R + h R + h R + h -ро мегирем
Ҳаҷми қабат: V h = 4 3 π [ ( R + h ) 3 − ( R − h ) 3 ] V_h = \dfrac43\pi\left[(R + h)^3 - (R - h)^3\right] V h = 3 4 π [ ( R + h ) 3 − ( R − h ) 3 ]