Harjutus­ülesanded. Koonus

Ülesanne 1

Koonust kõrgusega 12 cm ja raadiusega 9 cm on lõigatud tasandiga, mis läbib koonuse tippu ja lõikab põhja ringist 60°-se kaare. Arvuta lõike täpne pindala.

Vaata kõigepealt animatsiooni, et näha, milline on lõiketasand ja kus see asetseb.

  • lõike alus  cm
  • lõike kõrgus  cm
Vihje
Tee koonuse põhjast joonis ja leia raadiuste vahele jääva võrdhaarse kolmnurga kõrgus.
Kesknurk on võrdne kaarega, millele see toetub.
Selle ja koonuse kõrguse abil saad leida lõike kõrguse.
Vastus

Lõike pindala on  cm2.

Abijoonised
Koonuse põhi
Koonuse lõiked
Lahendus
  1. Uurime koonuse põhja joonist. Raadiuste vahele tekib võrdhaarne kolmnurk, mille kõrgus OC poolitab aluse AB. Kuna kesknurk on võrdne kaarega, millele ta toetub, siis on AOB = 60°, AOC = 30° ning lõigu OC saab leida siinuse või koosinuse abil.
    \sin60\degree=\cos30\degree=\frac{h}{9}
    h=9\cdot\frac{\sqrt{3}}{2}=\frac{9\sqrt{3}}{2}\ \mathrm{\left(cm\right)}
  2. Lõike kõrguse saame täisnurksest kolmnurgast kõrgusega 12 cm ja alusega \frac{9\sqrt{3}}{2}\ \mathrm{cm.}
    H=\sqrt{12^2+\left(\frac{9\sqrt{3}}{2}\right)^2}\mathrm{=}​ 
    =\frac{3\sqrt{91}}{2}\ \mathrm{\left(cm\right)}
  3. Lõike alus on võrdne raadiusega, sest koonuse põhjal paiknev kolmnurk on võrdkülgne.
    AB = 9 cm​
  4. Lõike pindala
    S=\frac{9\cdot3\sqrt{91}}{2\cdot2}=\frac{27\sqrt{91}}{4}\ \mathrm{\left(cm^2\right)}​​

Ülesanne 2

Koonust raadiusega 10 cm on lõigatud tasandiga, mis läbib koonuse tippu ja lõikab põhja ringist kaare suurusega 120° ning moodustab põhjaga nurga 45°. Arvuta lõike täpne pindala.

  • lõike kõrgus  cm
  • lõike alus  cm
Vastus

 cm2

Lahendus
  1. Koonuse põhjal moodustuva võrdhaarse kolmnurga tipunurk on 120°, selle kolmnurga kõrguse arvutame täisnurksest kolmnurgast hüpotenuusiga 10 cm.
    \cos60\degree=\frac{h}{10}
    h = 10 · cos 60° = 5 (cm)​
  2. Lõige moodustab põhjaga nurga 45°, järelikult on koonuse kõrgus samuti 5 cm.
  3. Koonus kõrguse ja põhja kolmnurga kõrguse abil saame lõike kõrguse.
    H=\sqrt{5^2+5^2}=5\sqrt{2}\mathrm{\ \left(cm\right)}
  4. Lõike alus
    a=2\ ·\ \sqrt{10^2-5^2}=10\sqrt{3}\ \mathrm{\left(cm\right)}
  5. Lõike pindala
    S=\frac{5\sqrt{2}\cdot10\sqrt{3}}{2}=25\sqrt{6}\ \mathrm{\left(cm^2\right)}​​