Sari la conținut
La Liceu
Geometrie în spațiu

Cilindrul, conul și trunchiul de con circular drept: arii și volume

Lecția 12 din 13≈ 3 min de citit

Cilindrul circular drept are două baze — discuri congruente situate în plane paralele — și o suprafață laterală care, desfășurată, este un dreptunghi cu dimensiunile 2πR2\pi R (lungimea cercului bazei) și GG. Generatoarea GG este egală cu înălțimea hh. Formulele:

Al=2πRG,At=2πR(R+G),V=πR2h.\mathcal{A}_l = 2\pi R G, \qquad \mathcal{A}_t = 2\pi R(R + G), \qquad V = \pi R^2 h.

Secțiunea axială a cilindrului (printr-un plan care conține axa OO′OO') este un dreptunghi cu dimensiunile 2R2R și hh; dacă h=2Rh = 2R, secțiunea este pătrat („cilindru echilateral").

Conul circular drept are un disc drept bază, vârful VV pe perpendiculara în centrul OO al bazei (VO=hVO = h este înălțimea), iar generatoarea G=VAG = VA (AA pe cercul bazei) satisface, în triunghiul dreptunghic VOAVOA:

G2=h2+R2.G^2 = h^2 + R^2.

Formulele conului:

Al=πRG,At=πR(R+G),V=πR2h3.\mathcal{A}_l = \pi R G, \qquad \mathcal{A}_t = \pi R(R + G), \qquad V = \frac{\pi R^2 h}{3}.

Desfășurarea suprafeței laterale a conului este un sector de cerc cu raza GG și unghiul la centru u=360°⋅RGu = \dfrac{360° \cdot R}{G}. Secțiunea axială a conului este un triunghi isoscel cu baza 2R2R și laturile GG; dacă G=2RG = 2R, conul se numește con echilateral (secțiunea axială e triunghi echilateral).

Trunchiul de con circular drept se obține dintr-un con secționat cu un plan paralel cu baza, prin îndepărtarea conului mic. Are bazele discuri de raze RR (mare) și rr (mică), înălțimea hh și generatoarea GG, legate prin relația (dedusă proiectând un capăt al generatoarei pe baza mare):

G2=h2+(R−r)2.G^2 = h^2 + (R - r)^2.

Formulele trunchiului de con:

Al=πG(R+r),At=Al+πR2+πr2,V=πh3(R2+r2+Rr).\mathcal{A}_l = \pi G(R + r), \qquad \mathcal{A}_t = \mathcal{A}_l + \pi R^2 + \pi r^2, \qquad V = \frac{\pi h}{3}\left(R^2 + r^2 + Rr\right).

Secțiunea axială a trunchiului de con este un trapez isoscel cu bazele 2R2R și 2r2r și laturile neparalele GG.

Exemplu: pentru trunchiul de con cu R=8R = 8 cm, r=3r = 3 cm și h=12h = 12 cm: G=144+25=13G = \sqrt{144 + 25} = 13 cm, Al=π⋅13⋅11=143π\mathcal{A}_l = \pi \cdot 13 \cdot 11 = 143\pi cm², V=12π3(64+9+24)=388πV = \dfrac{12\pi}{3}(64 + 9 + 24) = 388\pi cm³.

Unghiuri și distanțe. Axa VOVO fiind perpendiculară pe bază, unghiul dintre generatoare și planul bazei este ∠VAO\angle VAO, cu tg(∠VAO)=hR\text{tg}(\angle VAO) = \dfrac{h}{R}. Pentru un plan (VAB)(VAB) determinat de vârf și o coardă ABAB a bazei, perpendicularitatea se stabilește cu teorema celor trei perpendiculare: dacă MM este mijlocul coardei, atunci OM⊥ABOM \perp AB și, prin T3P, VM⊥ABVM \perp AB — deci ∠VMO\angle VMO este unghiul diedru dintre planul (VAB)(VAB) și bază.

Formule

Exemple rezolvate

Greșeli frecvente

Ai terminat lecția

„Cilindrul, conul și trunchiul de con circular drept: arii și volume” · Matematică | La Liceu