Area Lateral Cone 716A59
1. Vamos definir as variáveis:
- Seja $r$ o raio da base do cilindro.
- Seja $h$ a altura do cilindro (inteiro).
- O raio da base do cone é $2r$.
- A altura do cone é $h - 2$.
2. Dados do cilindro:
- Área lateral do cilindro: $A_{lat,cil} = 2\pi r h = 64\pi$.
- Dividindo ambos os lados por $2\pi$, temos $r h = 32$.
3. Dados do cone:
- Volume do cone: $V_{cone} = \frac{1}{3} \pi (2r)^2 (h - 2) = 128\pi$.
- Simplificando: $\frac{1}{3} \pi 4r^2 (h - 2) = 128\pi$.
- Cancelando $\pi$: $\frac{4}{3} r^2 (h - 2) = 128$.
- Multiplicando ambos os lados por 3: $4 r^2 (h - 2) = 384$.
- Dividindo por 4: $r^2 (h - 2) = 96$.
4. Usando $r h = 32$, isolamos $r = \frac{32}{h}$.
5. Substituindo $r$ na equação do cone:
$$\left(\frac{32}{h}\right)^2 (h - 2) = 96$$
$$\frac{1024}{h^2} (h - 2) = 96$$
$$1024 (h - 2) = 96 h^2$$
$$1024 h - 2048 = 96 h^2$$
6. Rearranjando para formar uma equação quadrática:
$$96 h^2 - 1024 h + 2048 = 0$$
Dividindo tudo por 32 para simplificar:
$$3 h^2 - 32 h + 64 = 0$$
7. Calculando o discriminante:
$$\Delta = (-32)^2 - 4 \times 3 \times 64 = 1024 - 768 = 256$$
8. Encontrando as raízes:
$$h = \frac{32 \pm \sqrt{256}}{2 \times 3} = \frac{32 \pm 16}{6}$$
- Para $h = \frac{32 + 16}{6} = \frac{48}{6} = 8$
- Para $h = \frac{32 - 16}{6} = \frac{16}{6} = \frac{8}{3}$ (não inteiro)
9. Como $h$ é inteiro, $h = 8$.
10. Calculando $r$:
$$r = \frac{32}{8} = 4$$
11. Calculando a altura do cone:
$$h_{cone} = h - 2 = 8 - 2 = 6$$
12. Calculando a área lateral do cone:
$$A_{lat,cone} = 2 \pi r_{cone} h_{cone} = 2 \pi (2r) (h - 2) = 2 \pi (8)(6) = 96 \pi$$
Resposta final: A área lateral do cone é $96\pi$ cm².