Для начала разберемся с геометрией задачи. Шар с радиусом ( R = 6 ) см пересекается плоскостью, которая проходит под углом 30 градусов к радиусу, исходящему из центра шара. Сечение шара плоскостью будет кругом.
Чтобы найти радиус ( r ) этого круга, нужно использовать следующие соображения: рассмотрим сечение шара плоскостью, которая перпендикулярна радиусу шара в точке, через которую проходит плоскость сечения. Эта перпендикулярная плоскость делит радиус под углом 30 градусов, создавая прямоугольный треугольник, где ( R ) — гипотенуза, ( r ) — один из катетов (радиус искомого круга), а расстояние от центра шара до плоскости сечения — другой катет.
Расстояние от центра шара до плоскости сечения можно найти, используя тригонометрические соотношения:
[ d = R \cos(30^\circ) ]
[ d = 6 \cdot \cos(30^\circ) = 6 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = 3\sqrt{3} \, \text{см} ]
Теперь найдем радиус круга ( r ) через теорему Пифагора:
[ R^2 = r^2 + d^2 ]
[ 6^2 = r^2 + (3\sqrt{3})^2 ]
[ 36 = r^2 + 27 ]
[ r^2 = 9 ]
[ r = 3 \, \text{см} ]
Теперь, когда мы нашли радиус сечения, можно вычислить площадь этого круга:
[ S = \pi r^2 = \pi \cdot 3^2 = 9\pi \, \text{см}^2 ]
Таким образом, площадь сечения шара плоскостью составляет ( 9\pi ) квадратных сантиметров.