该图显示了一张形状为优扇形的硬纸板,圆心为 O,半径为 15 cm。优扇形 OPRQ 的总面积为 450 cm²。

  1. (a)

    以弧度为单位计算优角 POQ 的大小。

    答:... 弧度

  2. (b)

    计算硬纸板的周长。

    答:... cm

  3. (c)

    将 OP 和 OQ 拼接在一起,使得硬纸板形成一个圆锥形的派对帽。

    1. (i)

      求帽子的顶高。

      答:... cm

    2. (ii)

      计算圆锥的体积。

      答:... cm^3

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完整解法

7(a)

1. Substitute the given area and radius into the sector area formula.

For a sector, A=12r2θ.A=\frac{1}{2}r^2\theta. Given A=450A=450 and r=15r=15, 450=12(15)2θ.450=\frac{1}{2}(15)^2\theta.

2. Solve for the reflex angle $\theta$.

450=112.5θ450=112.5\theta θ=450112.5=4\theta=\frac{450}{112.5}=4

答案

44 radians

7(b)

1. Find the length of the major arc using $s=r\theta$.

Since the reflex angle is 44 radians and the radius is 1515 cm,

arc length=rθ=15×4=60 cm.\text{arc length}=r\theta=15\times 4=60\text{ cm}.

2. Add the two radii to the major arc length to get the perimeter.

perimeter=15+15+60=90 cm.\text{perimeter}=15+15+60=90\text{ cm}.

答案

90 cm90\text{ cm}

7(c)(i)

1. Find the radius of the cone's base from the arc length of the sector.

From earlier parts, the length of the major arc is 60 cm60\text{ cm}. This becomes the circumference of the base of the cone.

2πr=602\pi r=60
r=602π=30π cmr=\frac{60}{2\pi}=\frac{30}{\pi}\text{ cm}

2. Use the slant height and base radius to form a right-angled triangle equation.

The radius of the sector, 15 cm15\text{ cm}, becomes the slant height of the cone.

Using Pythagoras' theorem,

r2+h2=152r^2+h^2=15^2
(30π)2+h2=225\left(\frac{30}{\pi}\right)^2+h^2=225

3. Solve for the vertical height of the cone.

h2=225−(30π)2h^2=225-\left(\frac{30}{\pi}\right)^2
h=225−(30π)2h=\sqrt{225-\left(\frac{30}{\pi}\right)^2}
h=11.6 cm  (to 3 s.f.)h=11.6\text{ cm}\;\text{(to 3 s.f.)}

答案

225−(30π)2 cm≈11.6 cm\sqrt{225-\left(\dfrac{30}{\pi}\right)^2}\text{ cm} \approx 11.6\text{ cm}

7(c)(ii)

1. Substitute the cone radius and height into the cone volume formula.

From earlier parts, the base radius is r=30πr=\dfrac{30}{\pi} and the height is
h=225−(30π)2h=\sqrt{225-\left(\dfrac{30}{\pi}\right)^2}.

V=13πr2hV=\frac{1}{3}\pi r^2h

V=13π(30π)2225−(30π)2V=\frac{1}{3}\pi\left(\frac{30}{\pi}\right)^2\sqrt{225-\left(\frac{30}{\pi}\right)^2}

2. Evaluate the volume and round suitably.

V≈13π(9.549…)2(11.579…)V\approx \frac{1}{3}\pi(9.549\ldots)^2(11.579\ldots)

V≈1105.7…V\approx 1105.7\ldots

To 33 significant figures,
V=1110 cm3V=1110\text{ cm}^3

答案

1100 cm31100\text{ cm}^3

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