TRUNCHIUL DE CON generatoare, arie și volum - EXERCIȚII REZOLVATE (clasa a VIII-a)

Echipa Școala Virtuală · materie predată pe video de prof. Alexandra Pavel · publicat

Trunchiul de con are două baze, discuri de raze R și r, iar volumul lui este V= πh(R2+Rr+r2)3. Mai jos găsești cum afli generatoarea, formulele pentru arii, legătura cu conul din care provine și 8 exerciții rezolvate pas cu pas, de la ușor la greu.

Elementele și formulele trunchiului de con

Dacă tai un con circular drept cu un plan paralel cu baza, partea dinspre bază este un trunchi de con circular drept. Are două baze paralele, ambele discuri: baza mare, de rază R, și baza mică, de rază r. Distanța dintre centrele bazelor, OO′, este înălțimea h, iar segmentul AA′ care unește capetele a două raze paralele este o generatoare, notată G.

Trunchiul de con cu baza mare de centru O și raza OB = R, baza mică de centru O' și raza O'A' = r, înălțimea OO' = h și generatoarea AA' = GOO′BAA′TRrhG
Generatoarea G este ipotenuza triunghiului dreptunghic cu catetele h și R−r.

Generatoarea. Din A′ cobori perpendiculara A′T pe raza OA. Se formează triunghiul dreptunghic A′TA, cu catetele A′T=h și TA=R−r, iar ipotenuza este generatoarea. Din teorema lui Pitagora:

G2= h2+(R−r)2

Secțiunea axială (tăietura printr-un plan care conține axa OO′) este un trapez isoscel cu bazele 2R și 2r, înălțimea h și laturile neparalele egale cu G. Multe exerciții pornesc de la acest trapez.

Aria laterală, aria totală și volumul:

Al=πG(R+r)

At= Al+πR2+πr2

V= πh(R2+Rr+r2)3

Aria totală adaugă la suprafața laterală cele două discuri de la baze. În formula volumului, paranteza are trei termeni, iar termenul din mijloc, Rr, este cel care se uită cel mai des. Dacă r=0, baza mică dispare și formulele devin cele ale conului: Al=πRG și V= πR2h3. O verificare utilă când nu ești sigur de formulă.

Legătura cu conul. Trunchiul este un con mare din care s-a scos conul mic de deasupra planului de tăiere. De aceea volumul trunchiului se poate afla și ca diferență de volume, iar razele se află din raportul înălțimilor (conul mic și conul mare sunt asemenea).

Rezultatele se lasă de obicei în funcție de π, de exemplu 84π cm³. Dacă enunțul cere o valoare aproximativă, folosești π≈3,14 și îți amintești că 1 litru =1 dm³ =1000 cm³.

Exerciții rezolvate : trunchiul de con

Încearcă întâi singur, apoi deschide rezolvarea și compară pașii.

EXERCIȚIUL 1Generatoarea din raze și înălțimeușor

Un trunchi de con circular drept are raza bazei mari R=9 cm, raza bazei mici r=4 cm și înălțimea h=12 cm. Calculează generatoarea.

Exercițiul 1: trunchiul de con cu raza bazei mari OA = 9 cm, raza bazei mici O'A' = 4 cm și înălțimea OO' = 12 cmOO′AA′9 cm4 cm12 cm
Rezolvare pas cu pas
  1. Diferența razelor este R−r=9−4=5 cm. Ea și înălțimea sunt catetele triunghiului dreptunghic din secțiunea axială.
  2. G2= h2+(R−r)2= 122+52= 144+25= 169.
  3. G=169=13 cm.

Răspuns: G=13 cm

EXERCIȚIUL 2Aria laterală și aria totalăușor

Un trunchi de con are razele bazelor R=7 cm și r=3 cm, iar generatoarea G=10 cm. Calculează aria laterală și aria totală.

Exercițiul 2: trunchiul de con cu razele bazelor de 7 cm și 3 cm și generatoarea AA' de 10 cmOO′AA′7 cm3 cm10 cm
Rezolvare pas cu pas
  1. Generatoarea este dată, deci aplici direct formula: Al= πG(R+r)= π⋅10⋅(7+3)= 100π cm².
  2. Ariile bazelor: πR2=49π cm² și πr2=9π cm².
  3. At= 100π+49π+9π= 158π cm².

Răspuns: Al=100π cm², At=158π cm²

EXERCIȚIUL 3Volumul cu formula cu trei termeniușor

Calculează volumul unui trunchi de con cu razele bazelor R=6 cm și r=3 cm și înălțimea h=4 cm.

Exercițiul 3: trunchiul de con cu razele bazelor de 6 cm și 3 cm și înălțimea de 4 cmOO′AA′6 cm3 cm4 cm
Rezolvare pas cu pas
  1. Calculezi întâi paranteza: R2+Rr+r2= 36+18+9= 63.
  2. V= π⋅4⋅633= 252π3= 84π cm³.
  3. Dacă ai fi uitat termenul Rr=18, ai fi obținut 60π cm³, un rezultat greșit.

Răspuns: V=84π cm³

EXERCIȚIUL 4Toate formulele, pe rândmediu

Un trunchi de con are R=10 cm, r=4 cm și h=8 cm. Calculează generatoarea, aria laterală, aria totală și volumul.

Exercițiul 4: trunchiul de con cu razele bazelor de 10 cm și 4 cm și înălțimea de 8 cmOO′AA′10 cm4 cm8 cm
Rezolvare pas cu pas
  1. G2= 82+(10−4)2= 64+36= 100, deci G=10 cm.
  2. Al= π⋅10⋅(10+4)= 140π cm².
  3. At= 140π+100π+16π= 256π cm².
  4. V= π⋅8⋅(100+40+16)3= 8⋅156π3= 416π cm³.

Răspuns: G=10 cm, Al=140π cm², At=256π cm², V=416π cm³

EXERCIȚIUL 5Pornind de la secțiunea axialămediu

Secțiunea axială a unui trunchi de con este trapezul isoscel ABA′B′, cu bazele AB=16 cm și A′B′=6 cm și laturile neparalele de 13 cm. Calculează aria secțiunii axiale și volumul trunchiului.

Exercițiul 5: trunchiul de con și secțiunea lui axială, trapezul isoscel ABA'B' cu bazele AB = 16 cm, A'B' = 6 cm și laturile neparalele de 13 cmBAB′A′16 cm6 cm13 cm
Rezolvare pas cu pas
  1. Bazele trapezului sunt diametrele bazelor trunchiului, deci R=8 cm și r=3 cm, iar laturile neparalele sunt generatoare: G=13 cm.
  2. Înălțimea: h2= G2−(R−r)2= 169−25= 144, deci h=12 cm.
  3. Aria trapezului: (16+6)⋅122= 132 cm².
  4. Volumul: V= π⋅12⋅(64+24+9)3= 4⋅97π= 388π cm³.

Răspuns: aria secțiunii axiale =132 cm², V=388π cm³

EXERCIȚIUL 6Câți litri încap în găleatămediu

O găleată are forma unui trunchi de con circular drept: raza fundului este de 10 cm, raza gurii de 15 cm, iar înălțimea de 30 cm. Calculează volumul găleții și arată că încap în ea aproximativ 15 litri (folosește π≈3,14).

Exercițiul 6: găleata în formă de trunchi de con, cu raza fundului OA = 10 cm, raza gurii O'A' = 15 cm și înălțimea de 30 cmOO′AA′10 cm15 cm30 cmFigura nu este la scară
Rezolvare pas cu pas
  1. Raza mare este cea a gurii, R=15 cm, iar raza mică este cea a fundului, r=10 cm. Formula nu depinde de care bază e sus.
  2. R2+Rr+r2= 225+150+100= 475.
  3. V= π⋅30⋅4753= 4750π cm³.
  4. Aproximativ: 4750⋅3,14= 14915 cm³, adică 14,915 dm³, deci aproximativ 14,9 litri, cam 15 litri.

Răspuns: V=4750π cm³ ≈14,9 litri

EXERCIȚIUL 7Trunchiul ca diferență de două conurigreu

Un con circular drept are raza bazei OA=10 cm și înălțimea VO=15 cm. Conul se taie cu un plan paralel cu baza, la 6 cm de vârf, iar secțiunea este un disc cu centrul O′ și raza O′A′. Calculează raza O′A′ și volumul trunchiului de con obținut, în două moduri.

Exercițiul 7: conul cu vârful V, raza bazei OA = 10 cm și înălțimea VO = 15 cm, tăiat de un plan paralel cu baza care trece prin O' și A'OVAO′A′10 cm
Pe figură sunt date doar raza conului mare și poziția planului; lungimea O′A′ se calculează.
Rezolvare pas cu pas
  1. Triunghiurile VO′A′ și VOA sunt asemenea (O′A′∥OA), deci O′A′OA= VO′VO, adică O′A′10= 615, de unde O′A′=4 cm.
  2. Trunchiul are R=10 cm, r=4 cm și h=15−6=9 cm.
  3. Modul 1, cu formula trunchiului: V= π⋅9⋅(100+40+16)3= 3⋅156π= 468π cm³.
  4. Modul 2, prin diferență: conul mare are π⋅100⋅153= 500π cm³, conul mic are π⋅16⋅63= 32π cm³.
  5. 500π−32π= 468π cm³, același rezultat.

Răspuns: O′A′=4 cm, volumul trunchiului V=468π cm³

EXERCIȚIUL 8Tip Evaluare Națională: ghiveciul de florigreu

Un ghiveci are forma unui trunchi de con circular drept, cu raza fundului de 12 cm, raza gurii de 20 cm și înălțimea de 15 cm. a) Calculează generatoarea trunchiului. b) Suprafața laterală a ghiveciului se vopsește. Calculează aria acestei suprafețe (folosește π≈3,14). c) Arată că în ghiveci încap mai mult de 12 litri de pământ.

Exercițiul 8: ghiveciul în formă de trunchi de con, cu raza fundului OA = 12 cm, raza gurii O'A' = 20 cm și înălțimea de 15 cmOO′AA′12 cm20 cm15 cm
Rezolvare pas cu pas
  1. a) R=20 cm, r=12 cm, deci R−r=8 cm și G2= 152+82= 225+64= 289, adică G=17 cm.
  2. b) Al= π⋅17⋅(20+12)= 544π cm², iar 544⋅3,14= 1708,16 cm².
  3. c) R2+Rr+r2= 400+240+144= 784, deci V= π⋅15⋅7843= 3920π cm³.
  4. 3920⋅3,14= 12308,8 cm³. Cum 12 litri =12000 cm³ și 12308,8>12000, încap mai mult de 12 litri.

Răspuns: a) G=17 cm; b) Al= 544π≈1708,16 cm²; c) V= 3920π≈12308,8 cm³ >12 litri

Cum recunoști un exercițiu cu trunchi de con

  • Enunțul dă două raze (sau două diametre) și o înălțime ori o generatoare: primul pas este aproape mereu generatoarea sau înălțimea, din triunghiul dreptunghic cu cateta R−r.
  • Obiectele „cu gura mai largă decât fundul”: găleți, pahare, ghivece, abajururi. Aria materialului este aria laterală (plus fundul, dacă obiectul îl are), iar ce încape în el este volumul.
  • Dacă apare un con tăiat cu un plan paralel cu baza, lucrezi cu asemănarea: raportul razelor este egal cu raportul distanțelor de la vârf.

Greșeli frecvente la trunchiul de con

  • Uiți termenul Rr din volum. Paranteza din formula volumului are trei termeni: R2+Rr+r2. Cu doar doi termeni, rezultatul este greșit.
  • Pui R în loc de R−r la generatoare. Cateta orizontală a triunghiului dreptunghic este diferența razelor, nu raza bazei mari: G2= h2+(R−r)2.
  • Folosești diametrele în loc de raze. Dacă enunțul dă diametrele sau bazele secțiunii axiale, le împarți la 2 înainte să le pui în formule.

Exersează : trunchiul de con

Din același capitol

Întrebări frecvente despre trunchiul de con

Care este formula volumului trunchiului de con?

V= πh(R2+Rr+r2)3, unde R și r sunt razele bazelor, iar h este înălțimea.

Cum aflu generatoarea trunchiului de con?

Cu teorema lui Pitagora, în triunghiul dreptunghic cu catetele h și R−r: G= h2+(R−r)2.

Ce formă are secțiunea axială a trunchiului de con?

Este un trapez isoscel. Bazele lui sunt diametrele celor două baze, 2R și 2r, înălțimea este h, iar laturile neparalele sunt generatoare.

Vrei să stăpânești toată materia, nu doar acest subiect?

Lecții video cu profesori, teste și fișe de lucru pentru tot gimnaziul - într-un singur abonament.

Abonează-te - 5 lei prima lună →

Vrei mai mult? Vezi toate resursele de matematică pentru clasele 5-8 →

Verifică-te: 5 întrebări

Alege un răspuns și vezi imediat dacă e corect. Nu se salvează nimic, îl poți relua oricând.

  1. 1. Care este formula ariei laterale a unui trunchi de con circular drept cu razele bazelor  R  și  r  și generatoarea  l ?

  2. 2. Un trunchi de con are raza bazei mari  R=6  cm, raza bazei mici  r=2  cm și generatoarea  l=5  cm. Care este aria laterală a trunchiului de con?

  3. 3. Care este formula ariei totale a unui trunchi de con circular drept cu razele bazelor  R  și  r  și generatoarea  l ?

  4. 4. Care este formula volumului unui trunchi de con circular drept cu razele bazelor  R  și  r  și înălțimea  h ?

  5. 5. Un trunchi de con are  R=3  cm,  r=1  cm și înălțimea  h=4  cm. Care este volumul său?

Despre acest articol

Redactat de
Echipa editorială Școala Virtuală. Răspundem de conținutul lui și îl corectăm când găsim o greșeală.
Pe ce se bazează
Programa școlară în vigoare pentru gimnaziu, la matematică - aceleași noțiuni, în aceeași ordine în care se predau la clasă.
Cine predă tema
Alexandra Pavel, profesor de matematică cu 15 ani la catedră, predă lecțiile video de matematică pentru clasele V-VIII.
Publicat