Чтобы найти объем конуса, начнем с известных нам данных. У нас есть конус с высотой \( h = 3 \, \text{см} \). Параллельная плоскость разделяет образующую конуса в отношении 1:2, что означает, что часть от вершины до плоскости составляет \( \frac{1}{3}h \), а часть от плоскости до основания — \( \frac{2}{3}h \).
Так как высота конуса \( h = 3 \, \text{см} \), высота от вершины до плоскости будет: \[ h_1 = \frac{1}{3} \cdot 3 \, \text{см} = 1 \, \text{см}. \] Таким образом, высота сечении (но не самого конуса) \( h_2 \) от основания до плоскости равна: \[ h_2 = h - h_1 = 3 \, \text{см} - 1 \, \text{см} = 2 \, \text{см}. \]
Поскольку площадь сечения равна \( S = 6\pi \, \text{см}^2 \), это означает, что площадь основания, соответствующая сечению, является частью полного конуса.
Существует соотношение для объема конуса: \[ V = \frac{1}{3} S_b h, \] где \( V \) — объем, \( S_b \) — площадь основания конуса, и \( h \) — высота конуса.
В нашем случае, высота полного конуса \( h = 3 \, \text{см} \), а \( S_b \) — это площадь основания всего конуса, которая нам пока не известна. Мы можем использовать пропорции между площадями сечения и основания:
Согласно свойствам подобия, площадь сечения пропорциональна квадрату радиуса: \[ \frac{S_{сечения}}{S_{основания}} = \left(\frac{h_2}{h}\right)^2. \]
Мы уже знаем, что:
- \( S_{сечения} = 6\pi \),
- \( h_2 = 2 \, \text{см} \),
- \( h = 3 \, \text{см} \).
Теперь подставим эти значения:
\[ \frac{6\pi}{S_b} = \left(\frac{2}{3}\right)^2 = \frac{4}{9}. \]
Решаем для \( S_b \): \[ S_b = 6\pi \cdot \frac{9}{4} = \frac{54\pi}{4} = \frac{27\pi}{2} \, \text{см}^2. \]
Теперь подставим значение площади основания в формулу объема конуса: \[ V = \frac{1}{3} \cdot \frac{27\pi}{2} \cdot 3 = \frac{27\pi}{2} \, \text{см}^3. \]
Таким образом, объем конуса равен: \[ V = \frac{27\pi}{2} \, \text{см}^3 \approx 42.41 \, \text{см}^3. \]
Это и есть искомый объем конуса!