Объем конуса

Чтобы найти объем конуса необходимо произвести дополнительные построения.
Конус
Построим вписанную в конус правильную n-угольную пирамиду и опишем вокруг данного конуса правильную n-угольную пирамиду.
Вписанная пирамида содержится в конусе. Из этого следует, что ее объем не больше объема конуса.
Описанная пирамида содержит конус, а это значит, что ее объем не меньше объема конуса.

Впишем в основание вписанной пирамиды окружность.
Если радиус вписанного правильного n-угольника равен R, то радиус вписанной в него окружности будет равен:
R_vpokr=R*cos{{pi}/n}
Конус
Объем вписанной пирамиды вычисляется по формуле: S={1/3}SH

где S — основание пирамиды.
Площадь данного круга вычисляется по формуле: S={pi}*(R{cos{{pi}/n}})^2={pi}R^2{cos^2{{pi}/n}}
Площадь основания вписанной пирамиды не меньше площади круга, содержащегося в ней
Поэтому утверждение, что объем вписанной в конус пирамиды не меньше {1/3}{pi}R^2H{cos^2{{pi}/n}}верно.
А следовательно, мы может утверждать, что объем конуса, содержащий эту пирамиду будет больше или равен {1/3}{pi}R^2H{cos^2{{pi}/n}}
V≥{1/3}{pi}R^2Hcos^2{{pi}/n}

Теперь опишем окружность вокруг основания описанной вокруг конуса пирамиды.
Радиус этой окружности будет равен: R_{op.okr}= R/ {cos { {pi}/n}}

Площадь данного круга вычисляется по формуле: S={pi}(R/{cos{{pi}/n}})^2
Основание описанной пирамиды содержится в круге описанном вокруг него. Поэтому площадь основания пирамиды не больше {pi}{{R^2}/{cos^2{{pi}/n}}}
Поэтому утверждение,что объем описанной пирамиды не больше {1/3}*{{{pi}HR^2}/{cos^2{{pi}/n}}}верно.
А следовательно, мы может утверждать, что объем конуса, содержащий в эту пирамиду будет меньше или равен {1/3}{{{pi}HR^2}/{cos^2{{pi}/n}}}
V<={1/3}{pi}HR^2
Два полученных неравенства равны при любом n. Если n right :{infty} то cos{{pi}/n} right 1
Тогда из первого неравенства следует, что V≥{1/3}{pi}HR^2
Из второго неравенства V<={1/3}{pi}HR^2

Отсюда следует, что

V={1/3}{pi}HR^2

Объем конуса равен одной трети произведения радиуса на высоту.

Иконка карандаша 24x24Пример расчета объема конуса
Найти объем конуса, если его радиус основания равен 3 см, а образующая 5 см.
Объем конуса вычисляется по формуле:
V={1/3}{pi}HR^2
Для того, чтобы воспользоваться данной формулой необходимо найти высоту конуса. Образующая конуса, его высота и радиус основания образуют прямоугольный треугольник. Воспользовавшись теоремой Пифагора имеем:
L^2=H^2+R^2
Отсюда:
H=sqrt{L^2-R^2}=sqrt{5^2-3^2}=sqrt{16}=4
Подставим значение радиуса и высоты в формулу объема конуса.
Имеем:
V={1/3}{pi}4*3^2=12{pi}

Похожие записи
Поделиться
Другие статьи по теме