Zadanie 25 · 3 pkt · otwarte

Objętość stożka z kąta rozwarcia

Tworząca stożka ma długość 88⁠. Kąt rozwarcia tego stożka ma miarę 120∘120^\circ⁠.

Oblicz objętość tego stożka. Zapisz obliczenia.

Pokaż odpowiedź i rozwiązanieSpróbuj najpierw sam(a), potem sprawdź.

Rozwiązanie krok po kroku

  1. Wysokość stożka dzieli kąt rozwarcia na połowy, więc w trójkącie prostokątnym o przeciwprostokątnej 88 kąt między tworzącą a wysokością ma miarę 60∘60^\circ⁠.

    H=8cos⁡60∘=8⋅12=4H = 8\cos 60^\circ = 8 \cdot \frac{1}{2} = 4

    Do tego miejsca: 1 pkt

  2. Promień podstawy jest przyprostokątną leżącą naprzeciw kąta 60∘60^\circ⁠.

    r=8sin⁡60∘=8⋅32=43,r2=48r = 8\sin 60^\circ = 8 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = 4\sqrt{3}, \qquad r^2 = 48

    Do tego miejsca: 2 pkt

  3. Obliczamy objętość stożka.

    V=13πr2H=13π⋅48⋅4=64πV = \frac{1}{3}\pi r^2 H = \frac{1}{3}\pi \cdot 48 \cdot 4 = 64\pi

    Do tego miejsca: 3 pkt

Odpowiedź

V=64πV = 64\pi

Jak to jest punktowane

Za rozwiązanie jest jeden poziom — najwyższy, który spełnia.

  • 3 pktzastosowanie poprawnej metody i poprawny wynik: V=64πV = 64\pi⁠.
  • 2 pktzapisanie promienia podstawy stożka: r=43r = 4\sqrt{3} oraz zapisanie wysokości stożka: H=4H = 4ALBO– obliczenie kwadratu promienia podstawy stożka: r2=48r^2 = 48 oraz zapisanie wysokości stożka: H=4H = 4⁠,ALBO– zapisanie wysokości stożka: H=4H = 4 oraz wyznaczenie objętości stożka w zależności od HH⁠, np. V=13π(H3)2⋅HV = \frac{1}{3}\pi\left(H\sqrt{3}\right)^2 \cdot H⁠,ALBO– zapisanie promienia podstawy stożka: r=43r = 4\sqrt{3} oraz wyznaczenie objętości stożka w zależności od rr⁠, np. V=13πr2⋅r3V = \frac{1}{3}\pi r^2 \cdot \frac{r}{\sqrt{3}}⁠,ALBO– wyznaczenie objętości stożka w zależności od tworzącej ll⁠, np. V=13π(l32)2⋅l2V = \frac{1}{3}\pi\left(\frac{l\sqrt{3}}{2}\right)^2 \cdot \frac{l}{2}⁠.
  • 1 pktzapisanie promienia podstawy stożka: r=43r = 4\sqrt{3}ALBO– zapisanie wysokości stożka: H=4H = 4⁠,ALBO– obliczenie kwadratu promienia podstawy stożka: r2=48r^2 = 48⁠,ALBO– zapisanie układu równań pozwalającego obliczyć rr oraz HH⁠, np.:r=x3r = x\sqrt{3} oraz H=xH = x oraz l=2xl = 2x oraz l=8l = 8⁠,r8=sin⁡60∘\frac{r}{8} = \sin 60^\circ oraz H8=cos⁡60∘\frac{H}{8} = \cos 60^\circ⁠,12⋅2r⋅H=12⋅8⋅8⋅sin⁡120∘\frac{1}{2} \cdot 2r \cdot H = \frac{1}{2} \cdot 8 \cdot 8 \cdot \sin 120^\circ oraz r2+H2=82r^2 + H^2 = 8^2⁠,(2r)2=82+82−2⋅8⋅8⋅cos⁡120∘(2r)^2 = 8^2 + 8^2 - 2 \cdot 8 \cdot 8 \cdot \cos 120^\circ oraz r2+H2=82r^2 + H^2 = 8^2⁠,ALBO– wyznaczenie objętości stożka w zależności od HH⁠, np. V=13π(H3)2⋅HV = \frac{1}{3}\pi\left(H\sqrt{3}\right)^2 \cdot H⁠,ALBO– wyznaczenie objętości stożka w zależności od rr⁠, np. V=13πr2⋅r3V = \frac{1}{3}\pi r^2 \cdot \frac{r}{\sqrt{3}}⁠.

Uznawane są też inne sposoby rozwiązania

  • Twierdzenie cosinusów w trójkącie przekroju osiowego: (2r)2=82+82−2⋅8⋅8⋅cos⁡120∘(2r)^2 = 8^2 + 8^2 - 2 \cdot 8 \cdot 8 \cdot \cos 120^\circ⁠, czyli r2=48r^2 = 48⁠, a wysokość z twierdzenia Pitagorasa: H2=64−48=16H^2 = 64 - 48 = 16⁠.
  • Pole przekroju osiowego: 12⋅2r⋅H=12⋅8⋅8⋅sin⁡120∘\frac{1}{2} \cdot 2r \cdot H = \frac{1}{2} \cdot 8 \cdot 8 \cdot \sin 120^\circ⁠, czyli rH=163rH = 16\sqrt{3}⁠, i r2=48r^2 = 48 z twierdzenia cosinusów.

Uwagi z zasad oceniania CKE

  • 1. Jeżeli zdający przyjmuje w rozwiązaniu, że:a) trójkąt SOBSOB jest trójkątem równobocznym,b) wysokość stożka jest równa 88⁠, lubc) promień podstawy stożka jest równy 88⁠,to otrzymuje 0 punktów za całe rozwiązanie.
  • 2. Jeżeli jedynym błędem zdającego jest:a) zastosowanie niepoprawnej definicji jednej funkcji trygonometrycznej,b) błędne zastosowanie twierdzenia Pitagorasa,c) błędne zastosowanie twierdzenia cosinusów,d) zastosowanie niepoprawnej tożsamości x2+y2=x+y\sqrt{x^2 + y^2} = x + y⁠,e) błędne zastosowanie własności trójkąta o kątach 30∘30^\circ⁠, 60∘60^\circ⁠, 90∘90^\circ (tzn. zapisanie, że promień podstawy stożka jest równy 44 i wysokość stożka jest równa 434\sqrt{3}⁠), lubf) przyjęcie, że kąt 120∘120^\circ to kąt wycinka koła o promieniu 88 tworzącego powierzchnię boczną stożka,i rozwiązanie zostanie doprowadzone konsekwentnie do końca, to zdający może otrzymać 1 punkt za całe rozwiązanie (za konsekwentne obliczenie objętości stożka).Jeżeli zdający popełni więcej niż jeden z wymienionych błędów a)–f), to otrzymuje 0 punktów za całe rozwiązanie, o ile nie nabył prawa do innej liczby punktów (np. za zapisanie wysokości stożka: H=4H = 4⁠).

Chcesz rozwiązywać to zadanie z podpowiedziami? Zapisz się na listę oczekujących

Źródło: CKE, matura maj 2025, poziom podstawowy, zadanie 25