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

用有关不等式的方法求,急!谢谢!
2025-04-13 17:24:00
推荐回答(3个)
回答1:

简单计算一下即可,答案如图所示

回答2:

解:设所围圆锥的底面半径为r,高为h,根据题意得
2*pi*r=(2*pi-θ)*R
所以r=(2*pi-θ)*R/(2*pi) [【1】

h^2=R^2-r^2
h=(R^2-r^2)^0.5 【2】

圆锥体积
V=1/3*pi*r^2*h 【3】

将【1】和【2】代入【3】
得到V=1/24/pi^2*R^3*(-2*pi+θ)^2*(-θ*(-4*pi+θ))^(1/2) 【4】
对【4】求导,并令dV/dθ=0
dV/dθ=1/12/pi^2*R^3*(-2*pi+θ)*(-θ*(-4*pi+θ))^(1/2)+1/48/pi^2*R^3*(-2*pi+θ)^2/(-θ*(-4*pi+θ))^(1/2)*(4*pi-2*θ)=0

解得:
θ =
[ 2*pi]
[ 2*pi+2/3*6^(1/2)*pi]
[ 2*pi-2/3*6^(1/2)*pi]
显然,θ=2*pi和a=2*pi+2/3*6^(1/2)*pi不合理

所以,θ=2*pi*(1-√6/3)≈0.3670*pi=66.0612度。

回答3:

底面周长为(2π-a)R
于是底面半径为r=(2π-a)R/2π
高为根号(R²-r²)
V=(1/3)πr²根号(R²-r²)
这步用均值不等式r²*r²*(R²-r²)=(1/2)[r²*r²*(2R²-2r²)]≤(1/2)(2/3)³(R³)²
于是V≤(2π/27)(根号3)R³。当r²=(2/3)R²时等号成立
此时r=(根号6)R/3
即(根号6)R/3=(2π-a)R/2π
得a=[6-(2根号6)]π/3