340. Цилиндрическая свеча упакована в прямоугольную коробку так, что она касается всех граней коробки. Высота свечи равна 3 см, а диаметр равен 6 см. Найдите площадь полной поверхности коробки и ее объем.
Радиус цилиндра равен половине диаметра, то есть 3 см. Общая высота коробки равна сумме высоты цилиндра и двух высот прямоугольника, образующего дно и крышку коробки. Поэтому общая высота коробки равна 3 см + 2 * h, где h - высота прямоугольника. По условию задачи, свеча касается всех граней коробки, что означает, что ее диаметр равен длине наибольшей стороны прямоугольника. Пусть эта сторона равна L, а другие две стороны равны W и H. Тогда L = 6 см, а также L = W + 2 * h и L = H + 2 * h. Решая эти уравнения относительно W и H, получим W = L - 2 * h и H = L - 2 * h.
Теперь можно найти площадь поверхности коробки. Она состоит из площадей шести прямоугольников: двух боковых (шириной W и высотой 3 см), двух противоположных (шириной L и высотой 3 см) и двух верхней и нижней граней (длиной L и шириной W). Таким образом, площадь полной поверхности коробки равна:
S = 2 * W * 3 + 2 * L * 3 + 2 * L * W = 6 * (L + W) + 2 * L * W
Заменяем W и L на их значения:
S = 6 * (6 - 2h + 3) + 2 * 6 * (6 - 2h)
S = 60 - 12h + 12 + 72 - 24h
S = 132 - 36h
Теперь можно найти объем коробки, он равен площади основания (L * W) умноженной на высоту (3 + 2h):
V = (6 - 2h)(6 - 2h) * (3 + 2h)
V = (36 - 24h + 4h^2) * (3 + 2h)
V = 108 + 28h^2 - 48h^2 + 8h^3
Таким образом, площадь полной поверхности коробки равна 132 - 36h кв. см, а ее объем равен 8h^3 - 20h^2 + 108 куб. см.
Answers & Comments
Ответ:
Радиус цилиндра равен половине диаметра, то есть 3 см. Общая высота коробки равна сумме высоты цилиндра и двух высот прямоугольника, образующего дно и крышку коробки. Поэтому общая высота коробки равна 3 см + 2 * h, где h - высота прямоугольника. По условию задачи, свеча касается всех граней коробки, что означает, что ее диаметр равен длине наибольшей стороны прямоугольника. Пусть эта сторона равна L, а другие две стороны равны W и H. Тогда L = 6 см, а также L = W + 2 * h и L = H + 2 * h. Решая эти уравнения относительно W и H, получим W = L - 2 * h и H = L - 2 * h.
Теперь можно найти площадь поверхности коробки. Она состоит из площадей шести прямоугольников: двух боковых (шириной W и высотой 3 см), двух противоположных (шириной L и высотой 3 см) и двух верхней и нижней граней (длиной L и шириной W). Таким образом, площадь полной поверхности коробки равна:
S = 2 * W * 3 + 2 * L * 3 + 2 * L * W = 6 * (L + W) + 2 * L * W
Заменяем W и L на их значения:
S = 6 * (6 - 2h + 3) + 2 * 6 * (6 - 2h)
S = 60 - 12h + 12 + 72 - 24h
S = 132 - 36h
Теперь можно найти объем коробки, он равен площади основания (L * W) умноженной на высоту (3 + 2h):
V = (6 - 2h)(6 - 2h) * (3 + 2h)
V = (36 - 24h + 4h^2) * (3 + 2h)
V = 108 + 28h^2 - 48h^2 + 8h^3
Таким образом, площадь полной поверхности коробки равна 132 - 36h кв. см, а ее объем равен 8h^3 - 20h^2 + 108 куб. см.