Для решения задачи нам понадобится использовать формулу объема конуса:
[ V = \frac{1}{3} \pi r^2 h ]
где ( r ) – радиус основания конуса, а ( h ) – высота конуса.
Из условия задачи известно, что образующая конуса ( l ) равна 4 см и угол при вершине осевого сечения равен 90°. Осевое сечение конуса, имеющее угол при вершине 90°, представляет собой равнобедренный прямоугольный треугольник, где образующие являются гипотенузами, а высота ( h ) и радиус ( r ) – катетами этого треугольника. Так как треугольник равнобедренный, то ( h = r ).
Поскольку образующая ( l ) является гипотенузой, то по теореме Пифагора:
[ l^2 = r^2 + h^2 ]
[ 4^2 = r^2 + r^2 ]
[ 16 = 2r^2 ]
[ r^2 = 8 ]
[ r = \sqrt{8} = 2\sqrt{2} \, \text{см} ]
Таким образом, высота ( h ) также равна ( 2\sqrt{2} \, \text{см} ).
Теперь можно вычислить объем конуса:
[ V = \frac{1}{3} \pi r^2 h = \frac{1}{3} \pi (2\sqrt{2})^2 (2\sqrt{2}) ]
[ V = \frac{1}{3} \pi \cdot 8 \cdot 2\sqrt{2} ]
[ V = \frac{16\sqrt{2} \pi}{3} \, \text{см}^3 ]
Таким образом, объем конуса равен ( \frac{16\sqrt{2} \pi}{3} \, \text{см}^3 ).