Найдем боковую поверхность тела. Она состоит из суммы боковых поверхностей всех цилиндров и суммы площадей колец, остающихся на верхнем основании каждого цилиндра за вычетом площади, занятой нижним основанием ближайшего выше расположенного цилиндра; у самого верхнего цилиндра верхнее основание надо взять целиком.
Черт. 23
Установив из подобия треугольников, что радиус основания нижнего цилиндра равен
второго снизу
третьего снизу
и так далее — до самого верхнего, у которого радиус основания равен
легко находим, что сумма боковых поверхностей всех цилиндров равна:
или
или
Что касается площадей колец, то их сумма равна площади основания нижнего (самого большого) цилиндра, т. е.
Для боковой поверхности ступенчатого тела получаем формулу:
или, после упрощений:
Замечая, что при неограниченном увеличении числа
ступенчатое тело будет приближаться к конусу, как к пределу, находим для боковой поверхности Р конуса формулу, указанную в заголовке:
Но эта формула существенно отличается от той, которая выводится в любом курсе геометрии
где
образующая конуса), так как сумма отрезков
являющихся катетами прямоугольного треугольника, всегда больше его гипотенузы