Чтобы найти расстояние от оси цилиндра до плоскости сечения, начнем с анализа геометрии задачи.
Параметры цилиндра:
- Высота (h) = 15 см
- Радиус основания (r) = 5 см
- Диагональ сечения (d) = 17 см
Построение сечения:
- Сечение параллельно оси цилиндра, это означает, что оно представляет собой прямоугольник, одна сторона которого равна высоте цилиндра (h = 15 см), а другая сторона — хорда, проходящая через основание цилиндра.
Использование теоремы Пифагора:
- Диагональ прямоугольника, образованного сечением, равна 17 см.
- Высота цилиндра (одна из сторон прямоугольника) равна 15 см.
Обозначим длину другой стороны прямоугольника через ( a ). Тогда по теореме Пифагора для прямоугольника, стороны которого равны ( a ) и ( 15 ) см, а диагональ — 17 см, имеем:
[ a^2 + 15^2 = 17^2 ]
Решим это уравнение:
[ a^2 + 225 = 289 ]
[ a^2 = 289 - 225 ]
[ a^2 = 64 ]
[ a = \sqrt{64} ]
[ a = 8 \text{ см} ]
Таким образом, длина хорды, образованной сечением, равна 8 см.
- Расстояние от оси цилиндра до плоскости сечения:
- Хорда длиной 8 см находится в плоскости сечения, параллельной оси цилиндра. Чтобы найти расстояние от оси цилиндра до этой плоскости, мы будем использовать геометрию окружности.
- В окружности радиуса 5 см, хорда длиной 8 см делится на два равных отрезка по 4 см, т.е., половина хорды равна 4 см.
- Радиус, проведенный к середине хорды, перпендикулярен хорде и делит её пополам.
Пусть ( d ) — расстояние от центра основания цилиндра до середины хорды (радиус).
Пусть ( x ) — расстояние от оси цилиндра до плоскости сечения.
Тогда образуется прямоугольный треугольник, где гипотенуза — радиус основания ( r = 5 \text{ см} ), один катет — половина хорды ( 4 \text{ см} ), а другой катет — искомое расстояние ( x ).
Используя теорему Пифагора, имеем:
[ 5^2 = 4^2 + x^2 ]
[ 25 = 16 + x^2 ]
[ x^2 = 25 - 16 ]
[ x^2 = 9 ]
[ x = \sqrt{9} ]
[ x = 3 \text{ см} ]
Таким образом, расстояние от оси цилиндра до плоскости сечения составляет 3 см.