Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля
Преподаватель - Брыкало А.А.
brukalo_aa@mail.ru
https://vk.com/id399759339
Конспект урока «Математика»
Дата 07.11.2020
Группа 89 «Мастер по ремонту и обслуживанию автомобилей»
Тема: «Сфера. Шар»
Форма работы: индивидуальная, электронное обучение
Тип урока: изучение нового материала
Продолжительность урока: 2 часа
Цель урока:
- сформировать понятия сферы, шара.
- отработать формулы для нахождения площади поверхности сферы.
Глоссарий по теме:
Окружность – множество точек плоскости, равноудалённых от данной точки. Данная точка называется центром окружности, расстояние от центра до любой точки окружности называется радиусом окружности.
Круг – это часть плоскости, ограниченная окружностью.
Сфера – это поверхность, состоящая из всех точек пространства, расположенных на заданном расстоянии от данной точки, которую называют центром.
Шар - тело, ограниченное сферой.
Сегмент шара - это часть шара, которая отсекается от шара секущей плоскостью.
Сектором - часть шара, ограниченная совокупностью всех лучей, исходящих из центра шара О и образующих круг на его поверхности с радиусом r.
Используемая литература:
Учебник: Математика. Алгебра и начала математического анализа. 10-11 классы: учебник для общеобразовательных организаций: базовый и углубленные уровни./Ш.А.Алимов, Ю.М.Колягин, М.В.Ткачева и др.- 5 изд.- М.: Просвещение, 2018г
|
|
|
https://uchebnikionline.ru/uchebniki/10-klass/algebra-10-11-klass-alimov-kolyagin-bazovyy-i-uglublennyy-urovni
Интернет-ресурсы:
Методика преподавания математики http://methmath.chat.ru/
Российская электронная школа https://resh.edu.ru/
Учебный фильм «Сфера и шар»
https://resh.edu.ru/subject/lesson/4034/main/22795/
Ход урока
Организационный этап:
Мотивационный модуль
Продолжаем изучать тела вращения. На этом уроке мы познакомимся с шаром и сферой и их элементами. Какая фигура получится, если из точки, лежащей вне шара, провести всевозможные отрезки, касающиеся его поверхности? Об этом мы узнаем на этом уроке.
Основная часть:
Объясняющий модуль
Теоретический материал для самостоятельного изучения
Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:
- что такое сфера, какие у неё есть элементы (центр, радиус, диаметр сферы);
- что такое шар и его элементы;
- уравнение сферы;
- формула для нахождения площади поверхности сферы;
- взаимное расположение сферы и плоскости;
- теорема о радиусе сферы, который проведён в точку касания и теорему обратную данной.
1. На уроках геометрии мы с вами изучали окружность, её элементы, свойства. Повторим понятие окружности. Это замкнутая линия, все точки которой равноудалены от центра.
|
|
|
По аналогии с окружностью сферу рассматривают как множество всех точек равноудалённых от заданной точки, но только всех точек не плоскости, а пространства.
Рисунок 1 – Сфера с центром в точке О и радиусом R
Данная точка О называется центром сферы, а заданное расстояние – радиусом сферы (обозначается R). Любой отрезок, соединяющий центр и какую-нибудь точку сферы, также называется радиусом сферы. Отрезок, соединяющий две точки сферы и проходящий через центр, называется диаметром (обозначается D). D=2R.
Сферой называется поверхность, состоящая из всех точек пространства, расположенных на заданном расстоянии от данной точки, которую называют центром.
Тело, ограниченное сферой, называется шаром.
Шар можно описать и иначе. Шаром радиуса R с центром в точке О называется тело, которое содержит все точки пространства, расположенные от точки О на расстоянии, не превышающем R (включая О), и не содержит других точек.
Сферу можно получить ещё одним способом - вращением полуокружности вокруг её диаметра, а шар – вращением полукруга вокруг его диаметра.
2. Уравнение сферы
Прежде чем вывести уравнение сферы введем понятие уравнения поверхности в пространстве. Для этого рассмотрим прямоугольную систему координат Oxyz и некоторую поверхность F. Уравнение с тремя переменными x, y, z называется уравнением поверхности F, если этому уравнению удовлетворяют координаты любой точки поверхности F и не удовлетворяют координаты никакой другой точки.
|
|
|
Пусть сфера имеет центром точку С (x0; y0; z0) и радиус R. Расстояние от любой точки М (x; y; z) до точки С вычисляется по формуле:
МС= 
Исходя из понятия уравнения поверхности, следует, что если точка М лежит на данной сфере, то МС=R, или МС2=R2, то есть координаты точки М удовлетворяют уравнению: 
.
Это выражение называют уравнением сферы радиуса R и центром С(x0; y0; z0).
3. Взаимное расположение сферы и плоскости
Взаимное расположение сферы и плоскости зависит от соотношения между радиусом сферы R и расстояния от центра сферы до плоскости d.
1. Пусть d 
R. Если расстояние от центра сферы до плоскости меньше радиуса сферы, тогда сфера и плоскость пересекаются, и сечение сферы плоскостью есть окружность.
2. Пусть d=R. Если расстояние от центра сферы до плоскости равно радиусу сферы тогда сфера и плоскость имеют только одну общую точку, и в этом случае говорят, что плоскость касается сферы.
|
|
|
3. Пусть d 
R. Если расстояние от центра сферы до плоскости больше радиуса сферы, то сфера и плоскость не имеют общих точек.
Рассмотрим случай касания более подробно.
Плоскость, имеющая со сферой только одну общую точку, называется касательной плоскостью к сфере, а их общая точка – точкой касания.
Теорема (свойство касательной плоскости):
Радиус сферы, проведённый в точку касания сферы и плоскости, перпендикулярен к касательной плоскости.
Теорема (признак касательной плоскости):
Если радиус сферы перпендикулярен к плоскости, проходящей через его конец, лежащей на сфере, то эта плоскость является касательной к сфере.
4. Основные формулы
Соотношение между радиусом сферы, радиусом сечения и расстоянием от центра сферы до плоскости сечения:
Формула для вычисления площади поверхности сферы и ее элементов:
S=4πR2 – площадь сферы.
S = 2πRh – площадь поверхности сегмента сферы радиуса R с высотой h.
– площадь поверхности сектора с высотой h.
Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля
1. Площадь сечения шара, проходящего через его центр, равна 9 кв. м. Найдите площадь поверхности шара.
Решение:
Площадь круга вычисляется по формуле: Sкр=πR2.
Площадь поверхности шара вычисляется по формуле: Sсф=4πR2. Радиус шара и радиуса сечения, проходящего через центр шара, одинаковые. Поэтому площадь поверхности шара в 4 раза больше площади его диаметрального сечения. То есть площадь поверхности шара равна 36.
Ответ: 36
2. Вычислите радиус круга, площадь которого равна площади сферы радиуса 5.
Решение:
Площадь сферы равна Sсф=4πR2. То есть Sсф=100π.
По условию площадь круга некоторого радиуса r также равна 100π. Значит, r2 =100, то есть r=10.
Ответ: 10.
3. Все стороны треугольника АВС касаются сферы радиуса 5. Найти расстояние от центра сферы до плоскости треугольника, если АВ=13, ВС=14, СА=15
Решение:
Окружность, вписанная в треугольник, является сечением сферы.
Найдем ее радиус.
Площадь треугольника с известными сторонами можно вычислить по формуле Герона:
p=0,5(AB+BC+AC)=21
S=84.
С другой стороны, S=p·r.
Отсюда r=4.
Теперь найдем расстояние от центра шара до секущей плоскости.
Используем соотношение:
h=3.
Ответ: 3.
Домашнее задание:
- смотреть учебный фильм «Сфера и шар»;
https://resh.edu.ru/subject/lesson/4034/main/22795/
- записать основные понятия, сделать конспект по теме, решить задание и оформить его решение:
Вершины прямоугольника лежат на сфере радиуса 10. Найти расстояние от центра сферы до плоскости прямоугольника, если его диагональ равна 16.
Дата добавления: 2020-11-27; просмотров: 101; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!