Задача: Прямоугольную трапецию с основанием 4 и 9 вращают вокруг меньшей боковой стороны. S бокового оборотного тела 169π. Найдите высоту трапеции.
Пусть высота трапеции равна h. Так как трапеция прямоугольная, меньшая боковая сторона — это высота h, вокруг неё и совершается вращение.
При вращении вокруг этой стороны образуется усечённая пирамида (конусообразное тело) — конусное усечение (конус с основаниями радиусов 9 и 4). Радиусы оснований усечённого конуса:
- нижнее основание: радиус R1 = 9 (дистанция до правого конца нижнего основания).
- верхнее основание: радиус R2 = 4 (дистанция до правого конца верхнего основания).
Высота усечённого конуса равна h (расстояние между основаниями трапеции и осью вращения).
Обозначим слепной (наклонный) генератор конуса-усечения как l. Для конусовидной поверхности:
- l = sqrt(h^2 + (R1 − R2)^2) = sqrt(h^2 + (9 − 4)^2) = sqrt(h^2 + 25).
Латеральная площадь конусного усечённого тела: S_lat = π (R1 + R2) l = π (9 + 4) l = 13π sqrt(h^2 + 25).
По условию S_lat = 169π. Откуда: 13π sqrt(h^2 + 25) = 169π → sqrt(h^2 + 25) = 169 / 13 = 13.
Следовательно: h^2 + 25 = 169 → h^2 = 144 → h = 12 (поскольку высота положительна).
Ответ: высота трапеции равна 12.