Можно так
S = πrL
{ r² = h(2R - h)
{ L² = h² + r² = 2Rh
f(h) = S²(h) = (πrL)² = k (2Rh² - h³)
f'(h) = k (4Rh - 3h²) = 0
h(max) = 4R/3
ВУЗы и колледжи
Какова должна быть высота конуса, вписанного в шар радиуса R, чтобы его боковая поверхность была наибольшей?
надо сначала формулу найти площади боковой поверхности фписанова конуса в зависимости от радиуса шара и высоты, а потом взять производную по высоте, и посмотреть где она обращается в ноль - там обычно функция достигает максимума или минимума. . ну минимум у вас будет при аш равном эр, а вот максимум где-т посередине.. . хорошая приятная задачка.. . ))
Представьте всевозможные конусы, вписанные в шар. Теперь представьте крайние случаи:
1) конус со всё уменьшающейся до нуля высотой;
2) конус, с высотой увеличивающейся до диаметра шара.
Очевидно, в первом случае произойдёт вырождение конуса в точку, лежащую на поверхности шара, а во втором - в отрезок, который является диаметром шара.
И в первом и во втором случае объём конуса равен нулю.
Теперь рассмотрите связь высоты вписанного конуса и площади боковой поверхности.
При монотонном росте высоты от нуля растёт и площадь боковой поверхности засчёт роста площади основания, затем, когда значение высоты становится больше радиуса шара начинается уменьшение площади основания конуса, но рост площади боковой поверхности продолжается за счёт роста высоты. Однако, наступает момент, когда площадь боковой поверхности конуса достигает максимального значения и начинает уменьшатся, в силу быстрого уменьшения площади основания.
Поэтому в задаче будет лишь один максимум.
Теперь выразите площадь боковой поверхности вписанного конуса через его высоту и найдите максимум этой функции.
Высота конуса: h
Радиус его основания: E=R2-(R-h)2
Боковая образующая: L=h2+E2
Площадь боковой поверхности: S=Π⋅E⋅L
1) конус со всё уменьшающейся до нуля высотой;
2) конус, с высотой увеличивающейся до диаметра шара.
Очевидно, в первом случае произойдёт вырождение конуса в точку, лежащую на поверхности шара, а во втором - в отрезок, который является диаметром шара.
И в первом и во втором случае объём конуса равен нулю.
Теперь рассмотрите связь высоты вписанного конуса и площади боковой поверхности.
При монотонном росте высоты от нуля растёт и площадь боковой поверхности засчёт роста площади основания, затем, когда значение высоты становится больше радиуса шара начинается уменьшение площади основания конуса, но рост площади боковой поверхности продолжается за счёт роста высоты. Однако, наступает момент, когда площадь боковой поверхности конуса достигает максимального значения и начинает уменьшатся, в силу быстрого уменьшения площади основания.
Поэтому в задаче будет лишь один максимум.
Теперь выразите площадь боковой поверхности вписанного конуса через его высоту и найдите максимум этой функции.
Высота конуса: h
Радиус его основания: E=R2-(R-h)2
Боковая образующая: L=h2+E2
Площадь боковой поверхности: S=Π⋅E⋅L
S = П * R_осн * L
R_осн^2 + (L - R)^2 = R^2 => R_осн = sqrt(R^2 - (L - R)^2) = sqrt(R^2 - L^2 + 2 * L * R - R^2) = sqrt(2 * L * R - L^2)
S = П * L * (sqrt(2 * L * R - L^2)) = П * (sqrt(2 * L^3 * R - L^4))
dS/dL = П * (1/(2*sqrt(2 * R * L^3 - L^4)) * (6 * L^2 * R + 4 * L^3)) = 0
На корень забьем, потом проверим, >0 ли. Дробь = 0, когда числитель = 0.
6 * L^2 * R + 4 * L^3 = 0 => L_1 = 0, L_2 = 0, L_3 = (3*R)/2.
2 * R * L^3 - L^4 = R^4 * 27/4 - R^4 * 81/16 = R^4 * (108 - 81)/16 = R^4 * 27/16 - всегда>0.
Ответ. L = (3/2) * R
R_осн^2 + (L - R)^2 = R^2 => R_осн = sqrt(R^2 - (L - R)^2) = sqrt(R^2 - L^2 + 2 * L * R - R^2) = sqrt(2 * L * R - L^2)
S = П * L * (sqrt(2 * L * R - L^2)) = П * (sqrt(2 * L^3 * R - L^4))
dS/dL = П * (1/(2*sqrt(2 * R * L^3 - L^4)) * (6 * L^2 * R + 4 * L^3)) = 0
На корень забьем, потом проверим, >0 ли. Дробь = 0, когда числитель = 0.
6 * L^2 * R + 4 * L^3 = 0 => L_1 = 0, L_2 = 0, L_3 = (3*R)/2.
2 * R * L^3 - L^4 = R^4 * 27/4 - R^4 * 81/16 = R^4 * (108 - 81)/16 = R^4 * 27/16 - всегда>0.
Ответ. L = (3/2) * R
Похожие вопросы
- Найти размеры кругового цилиндра с наибольшей боковой поверхностью, вписанного в шар радиуса R
- Как определить наибольшую площадь равнобедренного треугольника вписанного в круг радиуса R. Больше никаких даных
- В конус с радиусом основания r и высотой h вписан цилиндр, радиус основания которого равен а. Вычислить объем цилиндра.
- В полукруг радиуса R вписан прямоугольник с наибольшей площадью. Определить его основание Х и высоту У
- . Через блок в виде сплошного диска массой m и радиусом R, ось которого посредством бечевки может перемещаться в вертика
- В ящике 10 красных и 6 белых шаров. Вынимаются на удачу 2 шара. Какова вероятность, что шары будут разноцветными?
- Два шарика одинаковых радиуса и массы подвешены на нитях одинаковой длины так, что их поверхности соприкасаются.После с
- В урне 12 белых и 8 красных шаров. Вынули 8 шаров. Какова вероятность того, что:1)3 из них красные
- наклонный круговой конус
- В окружность вписан правильный шестиугольник. В ту же окружность вписан правильный девятиугольник А1А2....А9 с диагональ