Как найти объем конуса вписанного в цилиндр

Найдите наименьший возможный объём конуса, в который вписан цилиндр объёма V.

Спрятать решение

Решение.

Обозначим высоту цилиндра за h, а радиус основания за r, тогда его объем равен V= Пи hr в квадрате , поэтому h= дробь: числитель: V, знаменатель: Пи r в квадрате конец дроби . Обозначим радиус основания конуса за R, а его высоту за p, тогда его объем  дробь: числитель: 1, знаменатель: 3 конец дроби Пи pR в квадрате . Пусть S  — вершина конуса, O  — центр его основания, AB  — диаметр основания.

Рассмотрим сечение конуса плоскостью SAB. Получим равносторонний треугольник, в который вписан прямоугольник. Назовем его вершины M, N, P, Q, при этом P принадлежит SB, Q принадлежит SA. Прямоугольные треугольники SOA и QMA подобны, поэтому  дробь: числитель: SO, знаменатель: OA конец дроби = дробь: числитель: QM, знаменатель: MA конец дроби ,

 дробь: числитель: p, знаменатель: R конец дроби = дробь: числитель: h, знаменатель: R минус r конец дроби равносильно p= дробь: числитель: Rh, знаменатель: R минус r конец дроби = дробь: числитель: VR, знаменатель: Пи r в квадрате левая круглая скобка R минус r правая круглая скобка конец дроби .

Значит, объем конуса равен

 дробь: числитель: 1, знаменатель: 3 конец дроби Пи pR в квадрате = дробь: числитель: 1, знаменатель: 3 конец дроби умножить на дробь: числитель: VR, знаменатель: r в квадрате левая круглая скобка R минус r правая круглая скобка конец дроби умножить на R в квадрате = дробь: числитель: V, знаменатель: Пи r в квадрате конец дроби умножить на дробь: числитель: R в кубе , знаменатель: R минус r конец дроби .

Определим наименьшее значение этой функции при R > r. Возьмем производную по R:

 левая круглая скобка дробь: числитель: V, знаменатель: 3 r в квадрате конец дроби умножить на дробь: числитель: R в кубе , знаменатель: R минус r конец дроби правая круглая скобка '= дробь: числитель: V, знаменатель: 3 r в квадрате конец дроби умножить на дробь: числитель: левая круглая скобка R в кубе правая круглая скобка ' левая круглая скобка R минус r правая круглая скобка минус левая круглая скобка R минус r правая круглая скобка 'R в кубе , знаменатель: левая круглая скобка R минус r правая круглая скобка в квадрате конец дроби = дробь: числитель: V, знаменатель: 3 r в квадрате конец дроби умножить на дробь: числитель: 3R в квадрате левая круглая скобка R минус r правая круглая скобка минус R в кубе , знаменатель: левая круглая скобка R минус r правая круглая скобка в квадрате конец дроби =
= дробь: числитель: V, знаменатель: 3 r в квадрате конец дроби умножить на дробь: числитель: 3R в кубе минус 3R в квадрате r минус R в кубе , знаменатель: левая круглая скобка R минус r правая круглая скобка в квадрате конец дроби = дробь: числитель: V, знаменатель: 3 r в квадрате конец дроби умножить на дробь: числитель: 2R в кубе минус 3R в квадрате r, знаменатель: левая круглая скобка R минус r правая круглая скобка в квадрате конец дроби = дробь: числитель: V, знаменатель: 3 r в квадрате конец дроби умножить на дробь: числитель: R в квадрате левая круглая скобка 2R минус 3r правая круглая скобка , знаменатель: левая круглая скобка R минус r правая круглая скобка в квадрате конец дроби ,

что положительно при R больше дробь: числитель: 3, знаменатель: 2 конец дроби r и отрицательно при R меньше дробь: числитель: 3, знаменатель: 2 конец дроби r. Значит, функция  дробь: числитель: V, знаменатель: 3 r в квадрате конец дроби умножить на дробь: числитель: R в кубе , знаменатель: R минус r конец дроби возрастает при R больше дробь: числитель: 3, знаменатель: 2 конец дроби r, убывает при R меньше дробь: числитель: 3, знаменатель: 2 конец дроби r и достигает наименьшего значения при R= дробь: числитель: 3, знаменатель: 2 конец дроби r. Вычислим ее значение:

 дробь: числитель: V, знаменатель: Пи r в квадрате конец дроби умножить на дробь: числитель: R в кубе , знаменатель: R минус r конец дроби = дробь: числитель: V, знаменатель: Пи r в квадрате конец дроби умножить на дробь: числитель: дробь: числитель: 27, знаменатель: 8 конец дроби r в кубе , знаменатель: дробь: числитель: 1, знаменатель: 2 конец дроби r конец дроби = дробь: числитель: V, знаменатель: 3 r в квадрате конец дроби умножить на дробь: числитель: 27, знаменатель: 4 конец дроби r в квадрате = дробь: числитель: 9, знаменатель: 4 конец дроби V.

Ответ:  дробь: числитель: 9, знаменатель: 4 конец дроби V.

Спрятать критерии

Критерии проверки:

За задание (или за каждый из четырех пунктов сюжета из четырех заданий)

выставляется одна из следующих оценок:

+ (3 балла),    ± (2 балла),    ∓ (1 балл),    − (0 баллов)

При этом необходимо руководствоваться следующим.

Критерии оценивания выполнения заданий Баллы
Верное и полное выполнение задания 3
Ход решения верный, решение доведено до ответа, но допущен один недочет 2
Ход решения верный, решение доведено до ответа, но допущено два недочета или одна грубая ошибка 1
Остальные случаи 0

К недочетам относятся, например: описки, неточности в использовании математической символики; погрешности на рисунках, недостаточно полные обоснования; неточности в логике рассуждений при сравнении чисел, доказательстве тождеств или неравенств; вычислительные ошибки, не повлиявшие принципиально на ход решения и не упростившие задачу, если задача не являлась вычислительной; замена строго знака неравенства нестрогим или наоборот; неверное присоединение либо исключение граничной точки из промежутка монотонности и аналогичные.

Грубыми ошибками являются, например: потеря или приобретение постороннего корня; неверный отбор решения на промежутке при правильном решении в общем виде; вычислительная ошибка в задаче на вычисление; неверное изменение знака неравенства при умножении на отрицательное число, логарифмировании или потенцировании и т. п.

Задание парного варианта: 2236

?

Сложность: 9 из 10

Дано:

Конус вписан в цилиндр.

V цилиндра = 135 (ед. куб.)

Найти:

V конуса — ? (ед. куб.)

Решение:

V цилиндра = πR²h

V конуса = πR²h1/3

Так как конус вписан в цилиндр ⇒ высота и радиус цилиндра совпадает с радиусом и высотой конуса. (R конуса = R цилиндра; h конуса = h цилиндра)

По данным формулам объёма цилиндра и конуса, заметим, что объём вписанного в цилиндр конуса в 3 раза меньше объёма этого цилиндра.

⇒ V конуса = V цилиндра/3 = 135/3 = 45 (ед. куб.)

Ответ: 45 (ед. куб.)

В цилиндр вписан конус , найти объём конуса, если объём цилиндра равен 300 см.

3.

На странице вопроса В цилиндр вписан конус , найти объём конуса, если объём цилиндра равен 300 см? из категории Геометрия вы найдете
ответ для уровня учащихся 10 — 11 классов. Если полученный ответ не
устраивает и нужно расшить круг поиска, используйте удобную поисковую
систему сайта. Можно также ознакомиться с похожими вопросами и ответами
других пользователей в этой же категории или создать новый вопрос. Возможно,
вам будет полезной информация, оставленная пользователями в комментариях, где
можно обсудить тему с помощью обратной связи.

26 декабря 2022 05:09

937

Конус и цилиндр имеют общее основание и общую высоту (конус вписан в цилиндр). Вычислите объём конуса, если объём цилиндра равен 102.

Посмотреть ответы

Объем цилиндра = h pi r^
Объем косинуса =  frac h pi r^
т.е. Объем вписанного конуса = 1/3 объема цилидра 102/3 = 34

Еще вопросы по категории Математика

2023-02-26   comment

В конус вписан цилиндр объёма 9. Плоскость верхнего основания этого цилиндра отсекает от исходного конуса усечённый конус объёмом 63. Найдите объём исходного конуса.

Решение:

Пусть высота и радиус исходного конуса равны $H$ и $R$, а высота и радиус цилиндра равны $h$ и $r$. Воспользуемся формулой для объёма усечённого конуса:

$frac{1}{3}pi(R^{2}+Rr+r^{2})h=63.$

Также мы знаем, что $pi r^{2}h=9$. Поделив соответствующие части равенств получаем,

$left(frac{R}{r}right)^{2}+left(frac{R}{r}right)+1=frac{63cdot3}{9}=21.$

Условию задачи удовлетворяет только корень $frac{R}{r}=4$. Тогда

$frac{H-h}{H}=frac{r}{R}=frac{1}{4},~frac{h}{H}=frac{3}{4},$

Следовательно, объём исходного конуса равен

$V=frac{1}{3}pi R^{2}H=frac{1}{3}(pi r^{2}h)left(frac{R}{r}right)^{2}cdotfrac{H}{h}=frac{1}{3}cdot9cdot4^{2}cdotfrac{4}{3}=64.$

Понравилась статья? Поделить с друзьями:

Не пропустите также:

  • Что такое правильное питание меню на неделю как составить
  • Как найти вторую производную функции график
  • Как найти удельную теплоемкость все формулы
  • Как можно найти в телеграмме без номера
  • Как найти gmail по google

  • 0 0 голоса
    Рейтинг статьи
    Подписаться
    Уведомить о
    guest

    0 комментариев
    Старые
    Новые Популярные
    Межтекстовые Отзывы
    Посмотреть все комментарии