Aire de la surface d'un cône

Imaginons que tu veuilles calculer la surface d'un cornet de glace. Il y a certaines choses que tu voudrais savoir avant de commencer, comme "pourquoi veux-tu calculer la surface d'un cornet de glace ?" ou, après avoir eu cette conversation, "comment calculer la surface du cornet ?". Pour répondre à cette question, tu auras besoin de la formule de la surface d'un cône, du rayon et de la longueur oblique du cornet de glace. C'est donc ce que nous allons aborder ici.

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    Quelle est la surface d'un cône ?

    La surface d'un cône est la surface totale couverte par ses deux côtés, donc la somme de la surface de sa base circulaire et de sa surface incurvée.

    Tu devrais essayer d'imaginer à quoi ressemble un cône, pense au corps ou aux côtés d'un cône. Cela te donnera une idée de la tâche à accomplir.

    Parmi les objets suivants, lequel a le plus de chances d'avoir une surface conique - une balle, un entonnoir, une assiette ou un lit ?

    Solution :

    Dans la liste des objets, seul un entonnoir a une surface conique.

    Surface courbe d'un cône

    La surface courbe d'un cône est la surface du corps du cône sans la base. Ici, la hauteur oblique du cône est très importante.

    Surface des cônes, Illustrer la surface courbe d'un cône, StudySmarterIllustration de la surface courbe d'un cône, StudySmarter Originals

    Calculer la surface courbe d'un cône

    La surface courbe d'un cône se calcule en multipliant pi, le rayon et la hauteur oblique d'un cône.

    Ainsi, la surface courbe d'un cône, \(A_{cs}\) est donnée comme suit :

    \[A_{cs}=\pi rl\]

    où \(r\) est le rayon de la base circulaire du cône, et \(l\) est la hauteur oblique du cône.

    Trouve l'aire de la surface courbe d'un cône de rayon \N(7\Ncm) et de hauteur oblique \N(10\Ncm). Prends \(\pi=\frac{22}{7}\)

    Solution :

    Puisque pi, le rayon et la hauteur oblique ont été donnés, tu dois appliquer la formule. La surface courbe du cône se calcule donc comme suit

    \[A_{cs}=\frac{22}{7}\\N-times 7\N, cm \N-times 10\N, cm\N]

    \[A_{cs}=220\, cm^2\]

    Formule de calcul de la surface d'un cône

    Comme nous l'avons déjà dit, la surface d'un cône est la surface totale combinée de sa surface incurvée et de sa base circulaire, nous pouvons donc faire quelques suppositions logiques quant à ce que la formule pourrait être, mais nous entrerons bientôt dans la dérivation de la formule. Voici cependant la formule que tu dois connaître :

    a=πr2+πrl

    Dans ce cas, "a" est la surface totale, "r" est le rayon de la base circulaire et "l" est la longueur de la surface courbe (généralement appelée hauteur oblique). l n'est pas la hauteur intérieure, ce sont deux mesures différentes . L'image ci-dessous montre cela dans le cas d'un cône, pour te permettre de mieux comprendre.

    Surface des cônes, Un diagramme étiqueté d'un cône, StudySmarterSchéma étiqueté d'un cône, StudySmarter Originals

    Si l'on te donne la hauteur interne d'un cône, tu peux utiliser le théorème de Pythagore pour calculer la longueur oblique.

    Surface des cônes, Une illustration de la façon dont la hauteur oblique est dérivée du rayon et de la hauteur, StudySmarterIllustration de la façon dont la hauteur oblique est dérivée du rayon et de la hauteur, StudySmarter Originals

    Dérivation de la surface d'un cône

    Maintenant que nous connaissons la formule, nous devrions parler de la façon dont nous pouvons la dériver à partir d'autres éléments d'information. Si l'on divise le côté (côté de hauteur oblique) d'un cône et qu'on l'étale, on obtient ce qui est affiché dans le diagramme ci-dessous.

    La principale chose à retenir est qu'un cône peut être divisé en deux sections, la base circulaire et la section conique ou surface incurvée.

    Surface des cônes, Une illustration sur la dérivation de la surface totale d'un cône, StudySmarterIllustration de la dérivation de la surface totale d'un cône, StudySmarter Originals

    1. Sépare la surface courbe et la base circulaire. Il est plus facile pour toi de calculer la surface de chaque partie séparément. Oublie la section circulaire, pour l'instant, tu y reviendras.
    2. Si tu prends la section conique et que tu la déplies, tu verras qu'il s'agit en fait d'un secteur d'un cercle plus grand qui a un rayon de l. La circonférence de ce cercle plus grand est donc de2πlet la surface estπl2. La longueur de l'arc du secteur que tu as est la même que la circonférence de la section du cercle d'origine, soit2πr.
    3. Le rapport entre l'aire du cercle entier et le rapport de l'aire du secteur est le même que le rapport entre la circonférence entière et la partie de la circonférence du secteur. Si tu considères que l'aire du secteur est "a", tu peux en faire une équation : \[\frac{a}{cercle entier, aire}=\frac{arc, longueur}{cercle entier, circonférence}\].

    4. Nous substituons les valeurs de l'étape 2 dans l'équation de mots de l'étape 3 : aπl2=2πr2πl
    5. Dans cette étape, nous allons juste regarder ce qu'il faut faire pour simplifier l'équation ci-dessus.

      Les2π du côté droit s'annulent tous les deux :

      aπl2=2πr2πl

      Ensuite, nous multiplions les deux côtés par πl2:

      a=rlπl2

      Cela nous permet d'annuler certains l :

      a=rlπl2

      Et il ne nous reste plus que.. :

      a=πrl

    6. Tu te souviens de notre cercle de tout à l'heure ? Eh bien, l'aire d'un cercle est πr2 et l'aire de notre section conique est πrlDonc, si nous prenons ces deux aires et que nous les combinons, nous obtenons la surface totale d'un cône, qui est :

    a=πr2+πrl

    Trouver la surface d'un cône

    Étant donné un cône dont le rayon de la base est de 7 pieds et la hauteur intérieure de 12 pieds, calcule la surface.

    Solution :

    Comme on nous a donné la hauteur intérieure, nous devons utiliser le théorème de Pythagore pour calculer la hauteur oblique :

    72 + 122 = 193

    Hauteur oblique =193

    Nous pouvons prendre la formule et voir quels chiffres nous pouvons y ajouter : a=πr2+πrl

    7 est notre rayon r, et 193 est notre hauteur oblique l.

    a=(π×72)+(π×7×193)

    a=49π+305.511

    a=459.45

    Notre réponse finale, dans ce cas, serait donc la suivante a = 459.45 ft2La surface est mesurée en unités2.

    Étant donné un cône dont le diamètre de la base est de 14 pieds et la hauteur intérieure de 18 pieds, calcule l'aire de la surface.

    Solution :

    Il faut faire attention dans ce cas, car on nous a donné la longueur de la base comme diamètre et non comme rayon. Le rayon est simplement la moitié du diamètre, donc le rayon dans ce cas est de 7 pieds. Encore une fois, nous devons utiliser le théorème de Pythagore pour calculer la hauteur oblique :

    182 + 72 = 373

    Hauteur oblique = 373

    Nous prenons la formule et remplaçons r par 7 et l par 373:

    a=(π×72)+(π×7×373)

    a=49π+424.720

    a=578.66

    Par conséquent, notre réponse finale est a = 578.66 ft2

    Exemples de surface de cônes

    Afin d'améliorer ta capacité à résoudre les questions sur la surface des cônes, il t'est conseillé de t'entraîner à résoudre davantage de problèmes.

    À partir de la figure ci-dessous, trouve l'aire de la surface courbe du cône.

    Surface des cônes, Exemples de surfaces courbes sans hauteur oblique, StudySmarterLes exemples de surface courbe sont sans la hauteur oblique, StudySmarter Originals

    Prends \(\pi=3.14\)

    Solution :

    Dans ce problème, on t'a donné le rayon et la hauteur mais pas la hauteur oblique.

    Rappelle-toi que la hauteur d'un cône est perpendiculaire au rayon, de sorte qu'avec la hauteur oblique, un triangle rectangle est formé.

    Surface des cônes, Déterminer la hauteur oblique d'un cône lorsqu'elle n'est pas donnée, StudySmarterCalculer la hauteur oblique d'un cône lorsqu'elle n'est pas donnée, StudySmarter Originals

    En utilisant le théorème de Pythagore,

    \[l=\sqrt{8^2+3.5^2}\]

    \N- [l=8.73\N, m\N]

    Tu peux maintenant trouver la surface courbe

    Utilise \(A_{cs}=\pi rl\). J'espère que tu n'as pas oublié

    \N- [A_{cs}=3.14\Nfois 3.5\N, m\Nfois 8.73\N, m\N]

    Ainsi, la surface courbe du cône, \(A_{cs}\) est :

    \N-[A_{cs}=95.94\N, m^2\N]

    À Ikeduru, les fruits des palmiers sont disposés de manière conique, ils doivent être recouverts de frondes de palmier d'une surface moyenne \(6\, m^2\) et d'une masse \(10\, kg\). Si le palmier est incliné à un angle de 30° par rapport à l'horizontale et que la distance à la base d'un stock conique de fruits de palmier est de 100 m, trouver la masse de frondes de palmier nécessaire. Trouve la masse de frondes de palmier nécessaire pour couvrir le stock de fruits de palmier. Prends \(\pi=3.14\).

    Solution :

    Fais un croquis de l'histoire.

    Est-ce une histoire ou une question ? Tu n'es pas sûr, résous-la simplement

    Surface des cônes, Trouver l'aire d'un cône avec un angle donné, StudySmarterTrouver l'aire d'un cône avec un angle donné, StudySmarter Originals

    Tu peux donc utiliser SOHCAHTOA pour obtenir ta hauteur oblique puisque

    \[\cos\theta=\frac{adjacent}{hypoténuse}\]

    Le \(50\, m\) a été obtenu en divisant par deux la distance de base puisque nous avons besoin du rayon.

    \N- [\Ncos(30°)=\Nfrac{50\N, m}{l}\N]

    Multiplication croisée

    Note que \[\cos(30°)=0,866\]

    \N- [0,866l=50\N, m}]

    Divise les deux côtés par \N(0.866\N) pour obtenir la hauteur oblique, \N(l\N)

    \N- [l=57.74\N, m\N]

    Tu peux maintenant trouver la surface totale de la crosse conique en sachant que

    \[a=\pi r^2+\pi rl\]

    D'où

    \[a=(3,14 fois (50\, m)^2)+(3,14 fois 50\, m \Nfois 57,74\, m)\]

    \N-[a=7850\N, m^2+9065.18\N, m^2\N]

    Par conséquent, l'aire de la crosse conique est \N(16915.18\N, m^2\N).

    Cependant, ta tâche consiste à connaître le poids des feuilles de palmier utilisées pour couvrir la crosse conique. Pour ce faire, tu dois savoir combien de feuilles de palmier couvriraient le stock puisque la surface d'une feuille de palmier est \(6\, m^2\). Le nombre de palmes nécessaires, \N(N_{pf}\) est donc le suivant

    \[N_{pf}=\frac{16915.18\, m^2}{6\, m^2}\]

    \[N_{pf}=2819.2\N, frondes\N]

    Chaque fronde de palmier pesant \(10\, kg\), la masse totale de frondes nécessaire pour couvrir la réserve conique de fruits de palmier, \(M_{pf}\) est :

    \[M_{pf}=2819.2 \times 10\, kg\]

    \N- [M_{pf}=28192 \N, kg\N]

    Par conséquent, la masse de frondes de palmier nécessaire pour couvrir un stock conique moyen de fruits de palmier à Ikeduru est de \(28192\, kg\).

    Surface des cônes - Principaux points à retenir

    • La surface d'un cône est la somme de la surface de la base circulaire et de la section conique.
    • La formule pour calculer la surface d'un cône est la suivante a=πr2+πrlr est le rayon du cercle à la base et l est la hauteur de l'inclinaison.
    • Si on te demande la surface d'un cône mais qu'on te donne la hauteur interne au lieu de la hauteur oblique, utilise le théorème de Pythagore pour calculer la hauteur oblique.
    Questions fréquemment posées en Aire de la surface d'un cône
    Comment calculer l'aire de la surface d'un cône ?
    Pour calculer l'aire de la surface d'un cône, utilisez la formule: πr(r + s), où r est le rayon de la base et s est la longueur de la génératrice.
    Quelle est la formule de l'aire latérale d'un cône ?
    L'aire latérale d'un cône se calcule avec la formule: πrs, où r est le rayon et s est la génératrice.
    Comment trouver la génératrice d'un cône ?
    Pour trouver la génératrice (s) d'un cône, utilisez le théorème de Pythagore: s = √(r² + h²), où r est le rayon et h la hauteur.
    Quelle est la différence entre l'aire totale et l'aire latérale d'un cône ?
    L'aire totale inclut l'aire de la base (πr²) et l'aire latérale (πrs), alors que l'aire latérale ne comprend que la surface courbe.

    Teste tes connaissances avec des questions à choix multiples

    Étant donné un cône d'une hauteur interne de 48 pieds et d'un diamètre de base de 28 pieds, quelle est sa surface ?

    Étant donné un cône avec un rayon de 3 pieds et une hauteur oblique de 7,6 pieds, calcule la surface du cône.

    Un cône a une hauteur oblique de 10 pouces et un rayon de 7 pouces, quelle est sa hauteur interne ?

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