Корице уџбеника

V.7. Површина Кружног Исечка И Кружног Прстена

Изабери решење задатка:

Задатак 6

Кратко решење

Висина: \( h = \sqrt{6^2-3^2} = 3\sqrt{3}\ \text{cm} \). \( R = \dfrac{2}{3}h = 2\sqrt{3}\ \text{cm} \), \( r = \dfrac{1}{3}h = \sqrt{3}\ \text{cm} \). \( P = (R^2-r^2)\pi = (12-3)\pi\ \text{cm}^2 = 9\pi\ \text{cm}^2 \approx 28,27\ \text{cm}^2 \).

Детаљно решење

Шта је дато

Једнакостранични троугао странице \( a = 6\ \text{cm} \). Тражи се површина прстена између њему описаног и уписаног круга.

Висина троугла

Висина једнакостраничног троугла дели основицу на пола, па по Питагориној теореми \[ h^2 = a^2 - \left(\frac{a}{2}\right)^2 = 6^2 - 3^2 = 36 - 9 = 27, \qquad h = \sqrt{27} = 3\sqrt{3}\ \text{cm}. \]

Полупречници

Центар описаног и уписаног круга једнакостраничног троугла је исти — тежиште, које дели висину у односу \( 2:1 \) рачунајући од темена. Зато је \[ R = \frac{2}{3}h = \frac{2}{3}\cdot 3\sqrt{3} = 2\sqrt{3}\ \text{cm}, \qquad r = \frac{1}{3}h = \sqrt{3}\ \text{cm}. \]

Површина прстена

\[ P = (R^2 - r^2)\pi = \left((2\sqrt{3})^2 - (\sqrt{3})^2\right)\pi\ \text{cm}^2 = (12 - 3)\pi\ \text{cm}^2 = 9\pi\ \text{cm}^2 \approx 28,27\ \text{cm}^2. \]

Провера

Пошто је \( R = 2r \), важи \( R^2 - r^2 = 4r^2 - r^2 = 3r^2 = 3\cdot 3 = 9 \), што даје исто \( 9\pi\ \text{cm}^2 \).

Кратак запис решења:

\( R = 2\sqrt{3}\ \text{cm} \), \( r = \sqrt{3}\ \text{cm} \), па је \( P = (12-3)\pi\ \text{cm}^2 = 9\pi\ \text{cm}^2 \approx 28,27\ \text{cm}^2 \).

Најважније из лекције

Кружни исечак је део круга ограничен са два полупречника (\(r\)) и кружним луком (\(l\)) коме одговара централни угао (\(\alpha\)).
Дужина кружног лука: \(l = \frac{r \pi \alpha}{180^\circ}\)
Површина кружног исечка: \(P_i = \frac{r^2 \pi \alpha}{360^\circ} = \frac{l \cdot r}{2}\)
Обим кружног исечка: \(O_i = 2r + l = 2r + \frac{r \pi \alpha}{180^\circ}\)
Кружни исечак је део круга ограничен са два полупречника и одговарајућим кружним луком.
Круг са центром O у коме су повучена два полупречника OA и OB који заклапају централни угао α, а кружни лук између тачака A и B заједно са полупречницима ограничава кружни исечак.
Сваком кружном исечку одговара тачно један централни угао \(\alpha\) круга. Полупречник кружног исечка једнак је полупречнику круга (\(r\)).
\[ l = \frac{r \pi \alpha}{180^\circ} \] \(l\) – дужина кружног лука, \(r\) – полупречник круга, \(\alpha\) – централни угао
Површина кружног исечка (\(P_i\)) представља део површине целог круга који одговара централном углу \(\alpha\) или луку дужине \(l\).
\[ P_i = \frac{r^2 \pi \alpha}{360^\circ} \] \[ P_i = \frac{l \cdot r}{2} \] \(P_i\) – површина кружног исечка, \(r\) – полупречник, \(\alpha\) – централни угао, \(l\) – дужина кружног лука
Израчунај површину кружног исечка полупречника \(r = 4\text{ cm}\) са централним углом \(\alpha = 45^\circ\): \[ P_i = \frac{4^2 \cdot \pi \cdot 45^\circ}{360^\circ} = \frac{16 \cdot \pi \cdot 1}{8} = 2\pi\text{ cm}^2 \]
Израчунај површину кружног исечка ако је дужина полупречника \(r = 8\text{ cm}\), а дужина кружног лука \(l = 3\pi\text{ cm}\).
Користимо формулу \(P_i = \frac{l \cdot r}{2}\): \[ P_i = \frac{3\pi \cdot 8}{2} = 3\pi \cdot 4 = 12\pi\text{ cm}^2 \]
Обим кружног исечка (\(O_i\)) једнак је збиру дужина два полупречника и одговарајућег кружног лука.
\[ O_i = 2r + l = 2r + \frac{r \pi \alpha}{180^\circ} \] \(O_i\) – обим кружног исечка, \(r\) – полупречник, \(l\) – дужина кружног лука
За кружни исечак полупречника \(r = 4\text{ cm}\) и централног угла \(\alpha = 45^\circ\): \[ l = \frac{4 \cdot \pi \cdot 45^\circ}{180^\circ} = \pi\text{ cm} \] \[ O_i = 2 \cdot 4 + \pi = (8 + \pi)\text{ cm} \]
Израчунај обим кружног исечка ако је \(r = 5\text{ cm}\) и \(l = 4\pi\text{ cm}\).
\[ O_i = 2r + l = 2 \cdot 5 + 4\pi = (10 + 4\pi)\text{ cm} \]

Задаци за вежбање

Лаки: Израчунај површину и обим кружног исечка полупречника \(r = 6\text{ cm}\) чији је одговарајући кружни лук дужине \(l = 2\pi\text{ cm}\).
Површина: \[ P_i = \frac{l \cdot r}{2} = \frac{2\pi \cdot 6}{2} = 6\pi\text{ cm}^2 \] Обим: \[ O_i = 2r + l = 2 \cdot 6 + 2\pi = (12 + 2\pi)\text{ cm} \]
Средњи: Израчунај површину кружног исечка полупречника \(r = 10\text{ cm}\) коме одговара централни угао \(\alpha = 72^\circ\).
Примењујемо формулу за површину преко централног угла: \[ P_i = \frac{r^2 \pi \alpha}{360^\circ} = \frac{10^2 \cdot \pi \cdot 72^\circ}{360^\circ} = \frac{100 \pi \cdot 1}{5} = 20\pi\text{ cm}^2 \]
Средњи: Површина кружног исечка је \(P_i = 12\pi\text{ cm}^2\), а централни угао је \(\alpha = 120^\circ\). Израчунај полупречник тог кружног исечка и његов обим.
1. Из формуле за површину одређујемо полупречник \(r\): \[ P_i = \frac{r^2 \pi \alpha}{360^\circ} \implies 12\pi = \frac{r^2 \pi \cdot 120^\circ}{360^\circ} \] \[ 12\pi = \frac{r^2 \pi}{3} \implies r^2 = 36 \implies r = 6\text{ cm} \] 2. Одређујемо дужину кружног лука \(l\): \[ l = \frac{r \pi \alpha}{180^\circ} = \frac{6 \cdot \pi \cdot 120^\circ}{180^\circ} = 4\pi\text{ cm} \] 3. Рачунамо обим: \[ O_i = 2r + l = 2 \cdot 6 + 4\pi = (12 + 4\pi)\text{ cm} \]
Тешки: Обим кружног исечка је \(O_i = (12 + 3\pi)\text{ cm}\), а његов полупречник је \(r = 6\text{ cm}\). Израчунај површину тог кружног исечка и одговарајући централни угао \(\alpha\).
1. Из формуле за обим одређујемо дужину лука \(l\): \[ O_i = 2r + l \implies 12 + 3\pi = 2 \cdot 6 + l \implies l = 3\pi\text{ cm} \] 2. Рачунамо површину исечка: \[ P_i = \frac{l \cdot r}{2} = \frac{3\pi \cdot 6}{2} = 9\pi\text{ cm}^2 \] 3. Из дужине лука одређујемо централни угао \(\alpha\): \[ l = \frac{r \pi \alpha}{180^\circ} \implies 3\pi = \frac{6 \pi \alpha}{180^\circ} \implies 3\pi = \frac{\pi \alpha}{30} \implies \alpha = 90^\circ \]

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: