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高三不等式问题

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高三不等式问题

在半径为R的圆形铁皮上割去一个圆心角为θ的扇形,使剩下的部分围成一个圆锥,θ为何值时圆锥的容积最大

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  • 2012-09-29 10:06:17
    提供另外一种方法求最大值
    【补充回答】哪些解题步骤中体现了a^3+b^3+c^3≥3abc的公式?
    我这里第二行到第三行使用了ABC≤[(A+B+C)/3]^3,即“均值不等式” (A+B+C)/3≥(ABC)^(1/3)。
    而a^3+b^3+c^3≥3abc是“均值不等式”的变形。
    正数A、B、C的算术平均值为(A+B+C)/3,几何平均值为(ABC)^(1/3),
    所谓【均值不等式】就是【正数的算术平均值不小于几何平均值】即(A+B+C)/3≥(ABC)^(1/3),
    如果记A=a^3,B=b^3,C=c^3,就得到【均值不等式】的等价变形a^3+b^3+c^3≥3abc。
    所以【a^3+b^3+c^3≥3abc】和【(A+B+C)/3≥(ABC)^(1/3)】以及我在第二行到第三行使用的【ABC≤[(A+B+C)/3]^3】是一回事。
    

    山***

    2012-09-29 10:06:17

其他答案

    2012-09-28 18:02:29
  •   可以参考前两天做过的一题:
     
    借用楼上的图
    由于圆锥的侧面展开图是扇形, 所以“怎样下料”意求其侧面展开扇形的中心角α, 设圆锥的底面半径为r, 高为h, 所需扇形的中心角为α, 则
    则 2πr=αR ==> r=αR/2π 
    又 
    h=√(R²-r²)=√[R²-(Rα/2π)²]=R√(4π²-α²)/2π 
    故 
    `V²=R⁶/(24π²)²·α²·α²·(4π²-α²) 
    =1/2·R⁶/(24π²)²·α²·α²·(8π²-2α²) 
    ≤1/2·R⁶/(24π²)²·{[α²+α²+(8π²-2α²]/3}³ 
    =4π²R⁶/243 
    当且仅当α²=8π²-2α², 即α=2π√6/3时容积取最大值。
       也就是割去的扇形圆心角为θ=2π-2π√6/3=2π(1-√6/3)时有最大容积。 Vmax=2πR³√3/27 。

    絕***

    2012-09-28 18:02:29

  • 2012-09-28 11:08:55
  • 如图设剩余部分扇形的圆心角为α,圆锥的底面半径为r,高为h,体积为V,
    ∴割去部分扇形的圆心角为2π-α
    根据勾股定理:r^2+h^2=R^2
    ∴V=1/3πr^2h=1/3π(R^2-h^2)h=1/3πR^2h-1/3πh^3(0<h<R)
    求导V′=1/3πR^2-πh^2.
    令V'=0,即 1/3πR^2-πh^2=0,解得
     h=√3/3R
    当 0<h<√3/3R时,V'>0.
    当 √3/3R<h<R时,V'<0.
    ∴h=√3/3R时,V取得极大值,并且这个极大值是最大值
    把 h=√3/3R代入r^2+h^2=R^2得 
    r=√6/3R
    由Rα=2πr,得 α=2√6/3π
    ∴θ=2π-2√6/3π
    ∴圆心角θ为2π-2√6/3π弧度时,漏斗容积最大

    不***

    2012-09-28 11:08:55

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