Для решения этой задачи будем использовать формулу для площади сечения шара плоскостью.
Если диаметр шара \( D \), радиус \( R = \frac{D}{2} \), и площадь сечения шара плоскостью, проведенной под углом \( \theta \) к диаметру, определяется формулой:
\[ S = \pi R^2 \sin(\theta) \]
Где:
- \( S \) — площадь сечения;
- \( R \) — радиус шара;
- \( \theta \) — угол между плоскостью сечения и диаметром шара.
В данном случае дана площадь сечения \( S = 75\pi \) см² и угол \( \theta = 30^\circ \). Заметим, что \(\sin(30^\circ) = \frac{1}{2}\).
Подставим известные значения в формулу:
\[ 75\pi = \pi R^2 \sin(30^\circ) \]
Упрощаем:
\[ 75\pi = \pi R^2 \cdot \frac{1}{2} \]
Сократим \(\pi\) (предполагая, что \(\pi \neq 0\)):
\[ 75 = \frac{1}{2} R^2 \]
Умножим обе стороны на 2:
\[ 150 = R^2 \]
Теперь найдем радиус \( R \):
\[ R = \sqrt{150} = 5\sqrt{6} \text{ см} \]
И теперь можем найти диаметр \( D \):
\[ D = 2R = 2 \cdot 5\sqrt{6} = 10\sqrt{6} \text{ см} \]
Таким образом, диаметр шара равен \( 10\sqrt{6} \) см.