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在高为H,底面半径为R的圆锤内作一内接圆柱体,则圆柱体的底面半径r为多大时

来源:学生作业帮 编辑:百度作业网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/07/07 18:16:34
在高为H,底面半径为R的圆锤内作一内接圆柱体,则圆柱体的底面半径r为多大时
(1)圆柱的体积最大?
(2)圆柱的表面积最大?
用导数来做
在高为H,底面半径为R的圆锤内作一内接圆柱体,则圆柱体的底面半径r为多大时
设内接圆柱体半径r,高h.则有r/R=(H-h)/H,变化得:h=(1-r/R)H
(1)圆柱体体积V=πr^2h=πr^2(1-r/R)H=-πHr^3/R+πHr^2=V(r)
求导有V'(r)=-3πHr^2/R+2πHr=-πHr(3r/R-2),当V'(r)=0时取得极大值,此时3r/R-2=0,得:r=2R/3
(2)圆柱体表面积S=2πr^2+2πrh=2πr^2+2πr(1-r/R)H=2π(1-H/R)r^2+2πHr=S(r)
求导有S'(r)=4π(1-H/R)r+2πH.下面要根据1-H/R的取值分类讨论:
i)当1-H/R≥0即H≤R时,S'(r)>0恒成立,取得极大值时r=R,但是此时是一个圆盘,而不是圆柱体,所以没有最大值;
ii)当1-H/RR时,S'(r)=0时取得极大值,此时4π(1-H/R)r+2πH=0,求得:r=HR/[2(H-R)].
综上:当H≤R圆柱体没有最大值;当H>R时,当r=HR/[2(H-R)]时取得最大值.