Lecția 1 din 2 · Arii și volume: corpuri rotunde și sfera

Aria și volumul cilindrului, conului și trunchiului de con

Știi deja elementele cilindrului, ale conului și ale trunchiului de con. Acum calculezi cât material le acoperă (aria) și cât încape în ele (volumul). Formulele seamănă cu cele de la prismă, piramidă și trunchi de piramidă, doar că baza este un cerc.

~ 28 min de citit

Ce vei învăța

  • Calculezi aria laterală, aria totală și volumul unui cilindru circular drept
  • Deosebești înălțimea hh de generatoarea gg a conului și le legi prin g2=r2+h2g^2 = r^2 + h^2
  • Calculezi aria laterală, aria totală și volumul unui con circular drept
  • Calculezi aria laterală, aria totală și volumul unui trunchi de con
  • Afli o dimensiune lipsă (raza, înălțimea, generatoarea) dintr-o arie sau dintr-un volum

Recomandat înainte: Aria și volumul prismei, piramidei regulate și trunchiului de piramidă regulată

Ideea de bază

Cilindrul se comportă ca o prismă cu baza un cerc: volumul este aria bazei înmulțită cu înălțimea. Conul se comportă ca o piramidă: volumul este o treime din cel al cilindrului cu aceeași bază și aceeași înălțime. Ariile laterale vin din desfășurări: un dreptunghi la cilindru, un sector de cerc la con.

O′O'
OO
rr
hh
Cilindru circular drept cu raza r=4r = 4 cm și înălțimea h=6h = 6 cm. Îl folosim în prima secțiune.

Aria și volumul cilindrului

Baza cilindrului este un disc de rază rr, deci aria bazei este Ab=πr2A_b = \pi r^2. Cilindrul are două baze congruente.

Dacă tai suprafața laterală de-a lungul unei generatoare și o întinzi, obții un dreptunghi. O latură are lungimea cercului bazei, 2πr2\pi r; cealaltă este înălțimea hh. De aici vine aria laterală.

rr
2πr2\pi r
hh
Desfășurarea cilindrului cu r=4r = 4 cm, h=6h = 6 cm: dreptunghiul are laturile 2π⋅4=8π2\pi\cdot4 = 8\pi cm și 66 cm.
Al=2πrhA_l = 2\pi r h
At=Al+2Ab=2πrh+2πr2A_t = A_l + 2A_b = 2\pi r h + 2\pi r^2
At=2πr(h+r)A_t = 2\pi r(h + r)
V=Ab⋅h=πr2hV = A_b \cdot h = \pi r^2 h

Pentru cilindrul din figură (r=4r = 4 cm, h=6h = 6 cm): Ab=16πA_b = 16\pi cm², Al=2π⋅4⋅6=48πA_l = 2\pi\cdot4\cdot6 = 48\pi cm², At=48π+2⋅16π=80πA_t = 48\pi + 2\cdot16\pi = 80\pi cm², V=16π⋅6=96πV = 16\pi\cdot6 = 96\pi cm³.

Două baze la aria totală

Cilindrul are două baze, deci At=Al+2πr2A_t = A_l + 2\pi r^2. Dacă vasul este deschis sus (un pahar, o cană), adaugi o singură bază: citește atent ce cere problema.

Aria și volumul conului

La con apar trei segmente diferite: raza bazei rr, înălțimea hh (de la vârf, perpendicular pe bază, până în centrul OO) și generatoarea gg (de la vârf până la un punct de pe cercul bazei). Ele formează un triunghi dreptunghic cu ipotenuza gg, deci g2=r2+h2g^2 = r^2 + h^2.

VV
OO
AA
hh
rr
gg
Con cu r=OA=6r = OA = 6 cm și h=VO=8h = VO = 8 cm. Generatoarea: g=VA=62+82=100=10g = VA = \sqrt{6^2 + 8^2} = \sqrt{100} = 10 cm.

Desfășurată, suprafața laterală a conului este un sector de cerc cu raza gg și arcul 2πr2\pi r. Aria lui este πrg\pi r g.

VV
gg
2πr2\pi r
rr
Desfășurarea aceluiași con (r=6r = 6 cm, g=10g = 10 cm): sectorul are raza 1010 cm și arcul 2π⋅6=12π2\pi\cdot6 = 12\pi cm.
Al=πrgA_l = \pi r g
At=Al+Ab=πrg+πr2A_t = A_l + A_b = \pi r g + \pi r^2
At=πr(g+r)A_t = \pi r(g + r)
V=Ab⋅h3=πr2h3V = \dfrac{A_b \cdot h}{3} = \dfrac{\pi r^2 h}{3}

Pentru conul din figură: Ab=36πA_b = 36\pi cm², Al=π⋅6⋅10=60πA_l = \pi\cdot6\cdot10 = 60\pi cm², At=60π+36π=96πA_t = 60\pi + 36\pi = 96\pi cm², V=36π⋅83=96πV = \dfrac{36\pi\cdot8}{3} = 96\pi cm³.

Generatoarea la arie, înălțimea la volum

Aria laterală folosește generatoarea: Al=πrgA_l = \pi r g. Volumul folosește înălțimea: V=πr2h3V = \dfrac{\pi r^2 h}{3}. Dacă problema îți dă doar una dintre ele, o afli pe cealaltă din g2=r2+h2g^2 = r^2 + h^2.

Conul are o singură bază

La aria totală a conului adaugi o singură bază, πr2\pi r^2. Vârful este un punct, nu o a doua bază.

Aria și volumul trunchiului de con

Trunchiul de con are două baze paralele, discuri de raze diferite: baza mare, de rază RR, și baza mică, de rază rr. Înălțimea hh este distanța dintre baze (OO′OO'), iar generatoarea GG unește un punct al cercului mare cu punctul corespunzător al cercului mic.

O′O'
OO
A′A'
AA
rr
RR
hh
GG
Trunchi de con cu R=5R = 5 cm, r=2r = 2 cm și h=4h = 4 cm. Generatoarea: G=h2+(R−r)2=16+9=5G = \sqrt{h^2 + (R - r)^2} = \sqrt{16 + 9} = 5 cm.

Relația dintre GG, hh și razele bazelor vine din trapezul dreptunghic OAA′O′OAA'O': dacă cobori din A′A' perpendiculara pe OAOA, obții un triunghi dreptunghic cu catetele hh și R−rR - r și ipotenuza GG. Deci G2=h2+(R−r)2G^2 = h^2 + (R - r)^2.

Al=πG(R+r)A_l = \pi G(R + r)
At=Al+πR2+πr2A_t = A_l + \pi R^2 + \pi r^2
V=πh3(R2+r2+Rr)V = \dfrac{\pi h}{3}\left(R^2 + r^2 + R r\right)

În formula volumului, R2R^2 și r2r^2 vin din cele două baze, iar RrRr este produsul celor două raze (nu un pătrat). Pentru trunchiul din figură: Al=π⋅5⋅(5+2)=35πA_l = \pi\cdot5\cdot(5 + 2) = 35\pi cm², At=35π+25π+4π=64πA_t = 35\pi + 25\pi + 4\pi = 64\pi cm², V=4π3(25+4+10)=4π3⋅39=52πV = \dfrac{4\pi}{3}(25 + 4 + 10) = \dfrac{4\pi}{3}\cdot39 = 52\pi cm³.

Verificare: con mare minus con mic

Trunchiul din figură provine dintr-un con cu raza 55 cm și înălțimea 203\dfrac{20}{3} cm, din care s-a tăiat un con cu raza 22 cm și înălțimea 83\dfrac{8}{3} cm. Diferența volumelor: π⋅25⋅2033−π⋅4⋅833=500π−32π9=52π\dfrac{\pi\cdot25\cdot\frac{20}{3}}{3} - \dfrac{\pi\cdot4\cdot\frac{8}{3}}{3} = \dfrac{500\pi - 32\pi}{9} = 52\pi cm³, același rezultat ca formula.

Unități

Ariile se scriu în unități pătrate (cm², m²), volumele în unități cubice (cm³, m³). Exponentul unității trebuie să se potrivească: o arie înmulțește două lungimi, un volum înmulțește trei.

Exemple rezolvate

Aria laterală a cilindrului

Un cilindru circular drept are raza 55 cm și înălțimea 88 cm. Calculează aria laterală.

Vezi rezolvarea

Al=2πrh=2π⋅5⋅8=80πA_l = 2\pi r h = 2\pi\cdot5\cdot8 = 80\pi cm².

Aria totală a cilindrului

Pentru același cilindru (r=5r = 5 cm, h=8h = 8 cm), calculează aria totală.

Vezi rezolvarea

Aria unei baze: Ab=π⋅52=25πA_b = \pi\cdot5^2 = 25\pi cm².

At=Al+2Ab=80π+50π=130πA_t = A_l + 2A_b = 80\pi + 50\pi = 130\pi cm².

Volumul cilindrului

Pentru același cilindru (r=5r = 5 cm, h=8h = 8 cm), calculează volumul.

Vezi rezolvarea

V=πr2h=25π⋅8=200πV = \pi r^2 h = 25\pi\cdot8 = 200\pi cm³.

Înălțimea cilindrului, din volum

Un cilindru are raza 33 cm și volumul 72π72\pi cm³. Calculează înălțimea.

Vezi rezolvarea

Aria bazei: π⋅32=9π\pi\cdot3^2 = 9\pi cm².

Din V=Ab⋅hV = A_b\cdot h: h=72π9π=8h = \dfrac{72\pi}{9\pi} = 8 cm.

Generatoarea conului

Un con circular drept are raza 55 cm și înălțimea 1212 cm. Calculează generatoarea.

Vezi rezolvarea

g=r2+h2=25+144=169=13g = \sqrt{r^2 + h^2} = \sqrt{25 + 144} = \sqrt{169} = 13 cm.

Aria laterală și aria totală a conului

Pentru conul de mai sus (r=5r = 5 cm, g=13g = 13 cm), calculează aria laterală și aria totală.

Vezi rezolvarea

Al=πrg=π⋅5⋅13=65πA_l = \pi r g = \pi\cdot5\cdot13 = 65\pi cm².

At=Al+πr2=65π+25π=90πA_t = A_l + \pi r^2 = 65\pi + 25\pi = 90\pi cm².

Volumul conului

Pentru același con (r=5r = 5 cm, h=12h = 12 cm), calculează volumul.

Vezi rezolvarea

V=πr2h3=25π⋅123=100πV = \dfrac{\pi r^2 h}{3} = \dfrac{25\pi\cdot12}{3} = 100\pi cm³.

Din aria laterală la volum

Un con are raza 44 cm și aria laterală 20π20\pi cm². Calculează generatoarea, înălțimea și volumul.

Vezi rezolvarea

Din πrg=20π\pi r g = 20\pi: 4g=204g = 20, deci g=5g = 5 cm.

h=g2−r2=25−16=3h = \sqrt{g^2 - r^2} = \sqrt{25 - 16} = 3 cm.

V=π⋅16⋅33=16πV = \dfrac{\pi\cdot16\cdot3}{3} = 16\pi cm³.

Generatoarea trunchiului de con

Un trunchi de con are razele bazelor R=7R = 7 cm și r=3r = 3 cm și înălțimea h=3h = 3 cm. Calculează generatoarea.

Vezi rezolvarea

Diferența razelor: R−r=4R - r = 4 cm.

G=h2+(R−r)2=9+16=5G = \sqrt{h^2 + (R - r)^2} = \sqrt{9 + 16} = 5 cm.

Aria laterală și aria totală a trunchiului de con

Pentru trunchiul de mai sus (R=7R = 7 cm, r=3r = 3 cm, G=5G = 5 cm), calculează aria laterală și aria totală.

Vezi rezolvarea

Al=πG(R+r)=π⋅5⋅10=50πA_l = \pi G(R + r) = \pi\cdot5\cdot10 = 50\pi cm².

Bazele: π⋅72=49π\pi\cdot7^2 = 49\pi cm² și π⋅32=9π\pi\cdot3^2 = 9\pi cm². At=50π+49π+9π=108πA_t = 50\pi + 49\pi + 9\pi = 108\pi cm².

Volumul trunchiului de con

Pentru același trunchi (R=7R = 7 cm, r=3r = 3 cm, h=3h = 3 cm), calculează volumul.

Vezi rezolvarea

R2+r2+Rr=49+9+21=79R^2 + r^2 + Rr = 49 + 9 + 21 = 79.

V=πh3(R2+r2+Rr)=3π3⋅79=79πV = \dfrac{\pi h}{3}(R^2 + r^2 + Rr) = \dfrac{3\pi}{3}\cdot79 = 79\pi cm³.

O cutie de conserve

O cutie de conserve are forma unui cilindru cu raza 44 cm și înălțimea 1010 cm. Cât lichid încape în ea, aproximativ, în litri? Folosește π≈3,14\pi \approx 3{,}14.

Vezi rezolvarea

V=πr2h=π⋅16⋅10=160πV = \pi r^2 h = \pi\cdot16\cdot10 = 160\pi cm³.

Cu π≈3,14\pi \approx 3{,}14: V≈502,4V \approx 502{,}4 cm³. Cum 11 litru =1 000= 1\,000 cm³, în cutie încap aproximativ 0,50{,}5 litri.

Eroare: înălțimea în locul generatoarei

Un con are r=6r = 6 cm și h=8h = 8 cm. Un elev calculează aria laterală astfel: Al=π⋅6⋅8=48πA_l = \pi\cdot6\cdot8 = 48\pi cm². Este corect?

Vezi rezolvarea

Nu. Aria laterală folosește generatoarea, nu înălțimea.

g=36+64=10g = \sqrt{36 + 64} = 10 cm, deci Al=π⋅6⋅10=60πA_l = \pi\cdot6\cdot10 = 60\pi cm².

Eroare: volumul conului fără factorul 13\frac13

Un elev calculează volumul unui con cu r=3r = 3 cm și h=7h = 7 cm astfel: V=π⋅9⋅7=63πV = \pi\cdot9\cdot7 = 63\pi cm³. Ce a greșit?

Vezi rezolvarea

A calculat volumul cilindrului cu aceeași bază și aceeași înălțime.

Volumul conului este o treime din acesta: V=63π3=21πV = \dfrac{63\pi}{3} = 21\pi cm³.

Greșeli frecvente

  • Aria laterală a conului este πrh\pi r h.

    Aria laterală a conului folosește generatoarea: Al=πrgA_l = \pi r g. Înălțimea apare doar în volum. Dacă știi doar hh, afli gg din g2=r2+h2g^2 = r^2 + h^2.

  • Volumul conului este πr2h\pi r^2 h, ca la cilindru.

    Volumul conului este πr2h3\dfrac{\pi r^2 h}{3}, o treime din volumul cilindrului cu aceeași bază și aceeași înălțime.

  • Aria totală a cilindrului este 2πrh+πr22\pi r h + \pi r^2.

    Cilindrul închis are două baze: At=2πrh+2πr2A_t = 2\pi r h + 2\pi r^2. O singură bază se adaugă doar dacă problema spune explicit că vasul e deschis.

  • Aria totală a conului este πrg+2πr2\pi r g + 2\pi r^2.

    Conul are o singură bază: At=πrg+πr2A_t = \pi r g + \pi r^2.

  • Aria laterală și aria totală sunt același lucru.

    Aria laterală este doar suprafața dintre baze (sau de la vârf la bază). Aria totală adaugă bazele.

  • La trunchiul de con, G=h2+R2G = \sqrt{h^2 + R^2} sau G=h2+r2G = \sqrt{h^2 + r^2}.

    În triunghiul dreptunghic din secțiunea axială, catetele sunt hh și diferența razelor: G=h2+(R−r)2G = \sqrt{h^2 + (R - r)^2}.

  • În volumul trunchiului de con, termenul din mijloc este (R+r)2(R + r)^2 sau 2Rr2Rr.

    Paranteza este R2+r2+RrR^2 + r^2 + Rr: pătratele celor două raze și produsul lor, o singură dată.

  • Volumul se poate scrie în cm², dacă numărul e corect.

    Volumul se scrie în unități cubice (cm³, m³), aria în unități pătrate (cm², m²). Un rezultat cu unitatea greșită este greșit.

Exerciții

Ușor

  1. Scrie formula ariei laterale a unui cilindru cu raza rr și înălțimea hh.

    Arată răspunsul

    Răspuns: Al=2πrhA_l = 2\pi r h.

  2. Scrie formula volumului unui con cu raza rr și înălțimea hh.

    Arată răspunsul

    Răspuns: V=πr2h3V = \dfrac{\pi r^2 h}{3}.

  3. Un cilindru are raza 22 cm și înălțimea 77 cm. Calculează aria laterală.

    Arată răspunsul

    Răspuns: 28π28\pi cm².

    Al=2π⋅2⋅7=28πA_l = 2\pi\cdot2\cdot7 = 28\pi cm².

  4. Un cilindru are raza 33 cm și înălțimea 44 cm. Calculează volumul.

    Arată răspunsul

    Răspuns: 36π36\pi cm³.

    V=π⋅9⋅4=36πV = \pi\cdot9\cdot4 = 36\pi cm³.

  5. Un con are raza 33 cm și generatoarea 55 cm. Calculează aria laterală.

    Arată răspunsul

    Răspuns: 15π15\pi cm².

    Al=π⋅3⋅5=15πA_l = \pi\cdot3\cdot5 = 15\pi cm².

  6. Un con are raza 33 cm și înălțimea 44 cm. Calculează volumul.

    Arată răspunsul

    Răspuns: 12π12\pi cm³.

    V=π⋅9⋅43=12πV = \dfrac{\pi\cdot9\cdot4}{3} = 12\pi cm³.

  7. Un con are raza 77 cm și înălțimea 2424 cm. Calculează generatoarea.

    Arată răspunsul

    Răspuns: 2525 cm.

    g=49+576=625=25g = \sqrt{49 + 576} = \sqrt{625} = 25 cm.

  8. Câte baze au un cilindru, un con și un trunchi de con?

    Arată răspunsul

    Răspuns: Cilindrul are două baze congruente, conul are o bază, trunchiul de con are două baze de raze diferite.

  9. Calculează aria bazei unui cilindru cu raza 66 cm.

    Arată răspunsul

    Răspuns: 36π36\pi cm².

    Ab=π⋅62=36πA_b = \pi\cdot6^2 = 36\pi cm².

Mediu

  1. Un cilindru are raza 55 cm și înălțimea 33 cm. Calculează aria laterală, aria totală și volumul.

    Arată răspunsul

    Răspuns: Al=30πA_l = 30\pi cm², At=80πA_t = 80\pi cm², V=75πV = 75\pi cm³.

    Al=2π⋅5⋅3=30πA_l = 2\pi\cdot5\cdot3 = 30\pi; At=30π+2⋅25π=80πA_t = 30\pi + 2\cdot25\pi = 80\pi; V=25π⋅3=75πV = 25\pi\cdot3 = 75\pi.

  2. Un con are raza 99 cm și înălțimea 1212 cm. Calculează generatoarea, aria laterală, aria totală și volumul.

    Arată răspunsul

    Răspuns: g=15g = 15 cm, Al=135πA_l = 135\pi cm², At=216πA_t = 216\pi cm², V=324πV = 324\pi cm³.

    g=81+144=15g = \sqrt{81 + 144} = 15; Al=π⋅9⋅15=135πA_l = \pi\cdot9\cdot15 = 135\pi; At=135π+81π=216πA_t = 135\pi + 81\pi = 216\pi; V=81π⋅123=324πV = \dfrac{81\pi\cdot12}{3} = 324\pi.

  3. Un cilindru are diametrul bazei 1010 cm și înălțimea 66 cm. Calculează volumul.

    Arată răspunsul

    Răspuns: 150π150\pi cm³.

    Raza este jumătate din diametru: r=5r = 5 cm. V=25π⋅6=150πV = 25\pi\cdot6 = 150\pi cm³.

  4. Un cilindru are volumul 128π128\pi cm³ și înălțimea 88 cm. Calculează raza.

    Arată răspunsul

    Răspuns: 44 cm.

    πr2⋅8=128π\pi r^2\cdot8 = 128\pi, deci r2=16r^2 = 16 și r=4r = 4 cm.

  5. Un con are raza 44 cm și aria laterală 24π24\pi cm². Calculează generatoarea și înălțimea.

    Arată răspunsul

    Răspuns: g=6g = 6 cm, h=25h = 2\sqrt5 cm.

    4g=244g = 24, deci g=6g = 6; h=36−16=20=25h = \sqrt{36 - 16} = \sqrt{20} = 2\sqrt5 cm.

  6. Un trunchi de con are R=6R = 6 cm, r=2r = 2 cm și h=3h = 3 cm. Calculează generatoarea și aria laterală.

    Arată răspunsul

    Răspuns: G=5G = 5 cm, Al=40πA_l = 40\pi cm².

    G=9+16=5G = \sqrt{9 + 16} = 5; Al=π⋅5⋅(6+2)=40πA_l = \pi\cdot5\cdot(6 + 2) = 40\pi cm².

  7. Pentru trunchiul de mai sus (R=6R = 6 cm, r=2r = 2 cm, h=3h = 3 cm, Al=40πA_l = 40\pi cm²), calculează aria totală și volumul.

    Arată răspunsul

    Răspuns: At=80πA_t = 80\pi cm², V=52πV = 52\pi cm³.

    At=40π+36π+4π=80πA_t = 40\pi + 36\pi + 4\pi = 80\pi; V=3π3(36+4+12)=52πV = \dfrac{3\pi}{3}(36 + 4 + 12) = 52\pi cm³.

  8. Secțiunea axială a unui cilindru este un pătrat cu latura 88 cm. Calculează aria laterală și volumul cilindrului.

    Arată răspunsul

    Răspuns: Al=64πA_l = 64\pi cm², V=128πV = 128\pi cm³.

    Latura pătratului este diametrul bazei și înălțimea: r=4r = 4, h=8h = 8. Al=2π⋅4⋅8=64πA_l = 2\pi\cdot4\cdot8 = 64\pi; V=16π⋅8=128πV = 16\pi\cdot8 = 128\pi.

  9. Un rezervor cilindric are raza 11 m și înălțimea 22 m. Câți litri încap în el, aproximativ? Folosește π≈3,14\pi \approx 3{,}14.

    Arată răspunsul

    Răspuns: Aproximativ 6 2806\,280 litri.

    V=π⋅1⋅2=2πV = \pi\cdot1\cdot2 = 2\pi m³ ≈6,28\approx 6{,}28 m³; 11 m³ =1 000= 1\,000 litri.

  10. Un elev scrie aria totală a unui con astfel: At=πrg+2πr2A_t = \pi r g + 2\pi r^2. Explică greșeala.

    Arată răspunsul

    Răspuns: Conul are o singură bază, deci At=πrg+πr2A_t = \pi r g + \pi r^2.

  11. Secțiunea axială a unui con este un triunghi echilateral cu latura 66 cm. Calculează aria laterală și volumul conului.

    Arată răspunsul

    Răspuns: Al=18πA_l = 18\pi cm², V=93 πV = 9\sqrt3\,\pi cm³.

    g=6g = 6, r=3r = 3, h=36−9=33h = \sqrt{36 - 9} = 3\sqrt3. Al=π⋅3⋅6=18πA_l = \pi\cdot3\cdot6 = 18\pi; V=9π⋅333=93 πV = \dfrac{9\pi\cdot3\sqrt3}{3} = 9\sqrt3\,\pi cm³.

  12. Un elev scrie: „volumul cilindrului este 50π50\pi cm²”. Ce trebuie corectat?

    Arată răspunsul

    Răspuns: Unitatea: volumul se măsoară în cm³, deci 50π50\pi cm³.

Provocare

  1. Un cilindru și un con au aceeași rază și aceeași înălțime. De câte ori este mai mare volumul cilindrului?

    Arată răspunsul

    Răspuns: De 33 ori.

    πr2h:πr2h3=3\pi r^2 h : \dfrac{\pi r^2 h}{3} = 3.

  2. Raza unui cilindru se dublează, iar înălțimea rămâne aceeași. De câte ori cresc volumul și aria laterală?

    Arată răspunsul

    Răspuns: Volumul de 44 ori, aria laterală de 22 ori.

    V=πr2hV = \pi r^2 h depinde de r2r^2; Al=2πrhA_l = 2\pi r h depinde de rr.

  3. Un trunchi de con are R=10R = 10 cm, r=4r = 4 cm și G=10G = 10 cm. Calculează înălțimea și volumul.

    Arată răspunsul

    Răspuns: h=8h = 8 cm, V=416πV = 416\pi cm³.

    h=100−36=8h = \sqrt{100 - 36} = 8; V=8π3(100+16+40)=8π3⋅156=416πV = \dfrac{8\pi}{3}(100 + 16 + 40) = \dfrac{8\pi}{3}\cdot156 = 416\pi cm³.

  4. Un con are raza 88 cm și aria totală 200π200\pi cm². Calculează înălțimea și volumul.

    Arată răspunsul

    Răspuns: h=15h = 15 cm, V=320πV = 320\pi cm³.

    π⋅8(8+g)=200π\pi\cdot8(8 + g) = 200\pi, deci 8+g=258 + g = 25 și g=17g = 17; h=289−64=15h = \sqrt{289 - 64} = 15; V=64π⋅153=320πV = \dfrac{64\pi\cdot15}{3} = 320\pi cm³.

  5. Un con cu raza 66 cm și înălțimea 88 cm este tăiat cu un plan paralel cu baza, la jumătatea înălțimii. Calculează volumul trunchiului de con obținut, în două moduri.

    Arată răspunsul

    Răspuns: 84π84\pi cm³.

    Conul mic are r=3r = 3, h=4h = 4. Diferența: 36π⋅83−9π⋅43=96π−12π=84π\dfrac{36\pi\cdot8}{3} - \dfrac{9\pi\cdot4}{3} = 96\pi - 12\pi = 84\pi. Cu formula, R=6R = 6, r=3r = 3, h=4h = 4: 4π3(36+9+18)=4π3⋅63=84π\dfrac{4\pi}{3}(36 + 9 + 18) = \dfrac{4\pi}{3}\cdot63 = 84\pi cm³.

Mini-test

Rezolvă pe caiet, apoi vezi răspunsul. Nu se salvează niciun punctaj.

  1. 1. Care este aria laterală a unui con cu raza rr, înălțimea hh și generatoarea gg?

    1. πrh\pi r h
    2. πrg\pi r g
    3. 2πrg2\pi r g
    4. πr2g\pi r^2 g
    Arată răspunsul

    Răspuns: πrg\pi r g

    Aria laterală a conului este πrg\pi r g; folosește generatoarea, nu înălțimea.

  2. 2. Care este volumul unui cilindru cu raza rr și înălțimea hh?

    1. 2πrh2\pi r h
    2. πr2h3\dfrac{\pi r^2 h}{3}
    3. πr2h\pi r^2 h
    4. πrh2\pi r h^2
    Arată răspunsul

    Răspuns: πr2h\pi r^2 h

    Volumul cilindrului este aria bazei, πr2\pi r^2, înmulțită cu înălțimea.

  3. 3. Care este aria laterală a unui trunchi de con cu razele RR și rr și generatoarea GG?

    1. πG(R+r)\pi G(R + r)
    2. πG(R−r)\pi G(R - r)
    3. 2πG(R+r)2\pi G(R + r)
    4. π(R2+r2)\pi(R^2 + r^2)
    Arată răspunsul

    Răspuns: πG(R+r)\pi G(R + r)

    Al=πG(R+r)A_l = \pi G(R + r).

  4. 4. Care este volumul unui trunchi de con cu razele RR, rr și înălțimea hh?

    1. πh(R2+r2)\pi h(R^2 + r^2)
    2. πh3(R+r)2\dfrac{\pi h}{3}(R + r)^2
    3. πh3(R2+r2+Rr)\dfrac{\pi h}{3}(R^2 + r^2 + Rr)
    4. πG3(R2+r2+Rr)\dfrac{\pi G}{3}(R^2 + r^2 + Rr)
    Arată răspunsul

    Răspuns: πh3(R2+r2+Rr)\dfrac{\pi h}{3}(R^2 + r^2 + Rr)

    V=πh3(R2+r2+Rr)V = \dfrac{\pi h}{3}(R^2 + r^2 + Rr), cu înălțimea hh, nu cu generatoarea.

  5. 5. Ce relație leagă raza rr, înălțimea hh și generatoarea gg a unui con?

    1. g=r+hg = r + h
    2. g2=r2+h2g^2 = r^2 + h^2
    3. h2=r2+g2h^2 = r^2 + g^2
    4. r2=g2+h2r^2 = g^2 + h^2
    Arată răspunsul

    Răspuns: g2=r2+h2g^2 = r^2 + h^2

    Generatoarea este ipotenuza triunghiului dreptunghic cu catetele rr și hh.

  6. 6. Un cilindru are r=2r = 2 cm și h=5h = 5 cm. Calculează volumul.

    Arată răspunsul

    Răspuns: 20π20\pi cm³.

  7. 7. Un con are r=4r = 4 cm și g=7g = 7 cm. Calculează aria laterală.

    Arată răspunsul

    Răspuns: 28π28\pi cm².

  8. 8. Un con are r=20r = 20 cm și h=21h = 21 cm. Calculează generatoarea.

    Arată răspunsul

    Răspuns: 2929 cm.

    g=r2+h2=400+441=841=29g = \sqrt{r^2 + h^2} = \sqrt{400 + 441} = \sqrt{841} = 29 cm.

  9. 9. Un trunchi de con are R=4R = 4 cm, r=1r = 1 cm și G=5G = 5 cm. Calculează aria laterală.

    Arată răspunsul

    Răspuns: 25π25\pi cm².

Întrebări frecvente

Care este diferența dintre înălțimea și generatoarea conului?

Înălțimea hh coboară din vârf perpendicular pe bază, până în centrul ei. Generatoarea gg merge din vârf până la un punct de pe cercul bazei, pe suprafața conului. Generatoarea este mai lungă: g2=r2+h2g^2 = r^2 + h^2.

De unde vine formula ariei laterale a cilindrului?

Suprafața laterală desfășurată este un dreptunghi cu o latură egală cu lungimea cercului bazei, 2πr2\pi r, și cealaltă egală cu înălțimea hh. Aria dreptunghiului este 2πrh2\pi r h.

De ce volumul conului are factorul 13\frac13?

Conul ocupă o treime din cilindrul cu aceeași bază și aceeași înălțime, exact cum piramida ocupă o treime din prisma corespunzătoare.

Las rezultatul cu π\pi sau îl aproximez?

Răspunsul exact se scrie cu π\pi (de exemplu 96π96\pi cm³). Aproximezi doar când problema o cere, de obicei cu π≈3,14\pi \approx 3{,}14, și scrii clar că rezultatul este aproximativ.

Cum calculez generatoarea trunchiului de con?

Din triunghiul dreptunghic cu catetele hh și R−rR - r: G=h2+(R−r)2G = \sqrt{h^2 + (R - r)^2}.

Pot calcula volumul trunchiului de con ca diferență a două conuri?

Da, dacă știi conul mare și conul mic tăiat. Formula V=πh3(R2+r2+Rr)V = \dfrac{\pi h}{3}(R^2 + r^2 + Rr) dă același rezultat direct, din datele trunchiului.

Resurse utile

Ai terminat lecția

Aria și volumul cilindrului, conului și trunchiului de con

Ai parcurs această lecție. Poți continua folosind navigarea de mai jos.