Для решения задачи необходимо воспользоваться тригонометрическими соотношениями в прямоугольных треугольниках.
1. Рассмотрим прямоугольный треугольник, образованный высотой конуса \(H\), радиусом основания конуса \(R\) и образующей конуса. Так как угол между образующей и высотой равен \(45^\circ\), то \(H = R\).
2. Пусть \(h\) - высота цилиндра. Тогда радиус верхнего основания цилиндра равен \(R - h \cdot tg(30^\circ)\).
3. Так как прямая, проведённая через центр верхнего основания цилиндра и любую точку окружности основания конуса, образует с основанием конуса угол \(30^\circ\), то радиус верхнего основания цилиндра равен \(R - h \cdot tg(30^\circ)\).
4. Теперь рассмотрим прямоугольный треугольник, образованный половиной образующей конуса (9 см), радиусом цилиндра (r) и половиной высоты цилиндра (h/2). Угол при вершине этого треугольника равен 30 градусам.
5. Запишем выражение для тангенса этого угла: \(tg(30^\circ) = \frac{r}{\frac{h}{2}}\) или \(r = \frac{h}{2} \cdot tg(30^\circ)\). Так как \(tg(30^\circ) = \frac{1}{\sqrt{3}}\, то \(r = \frac{h}{2\sqrt{3}}\, а значит, \(h = 2r\sqrt{3}\).
6. Рассмотрим треугольник, образованный высотой конуса, радиусом основания конуса и образующей конуса. Так как угол между высотой и образующей равен 45 градусам, то высота конуса равна радиусу основания: \(H=R\).
7. Выразим радиус основания конуса через высоту цилиндра и радиус цилиндра: \(R = r + h \cdot tg(30^\circ) = r + h \cdot \frac{1}{\sqrt{3}} = r + 2r\sqrt{3} \cdot \frac{1}{\sqrt{3}} = r + 2r = 3r\).
8. Высота конуса равна \(H\).
9. Рассмотрим конус и прямоугольный треугольник, образованный высотой, радиусом и образующей. По теореме Пифагора, \(H^2 + R^2 = l^2\), то есть \(H^2 + (3r)^2 = 18^2\).
10. Так как \(H = R\), то \(H = 3r\).
11. Подставим это в уравнение: \((3r)^2 + (3r)^2 = 18^2\), то есть \(18r^2 = 324\). Следовательно, \(r^2 = 18\).
12. \(r = \sqrt{18} = 3\sqrt{2} \approx 4.2426\).
13. Округлим до сотых: \(r \approx 4.24\) см.
Ответ: \(r \approx\) 4.24 см.
Убрать каракули