Примечание. В данном уроке изложены задачи по геометрии о площади поверхности цилиндра. Если Вам необходимо решить задачу по геометрии, которой здесь нет - пишите об этом в форуме. Почти наверняка курс будет дополнен.
Задача
Какой из цилиндров с обьемом 128π см3 имеет наименьшую полную поверхность?
Решение.
Формула нахождения объема цилиндра
V = πr2 h
Поскольку объем цилиндра нам известен, то
πr2 h = 128π
откуда
r2 h = 128
h = 128 / r2
Площадь полной поверхности цилиндра равна площади его оснований и площади боковой поверхности. Таким образом, формула площади поверхности цилиндра будет выглядеть следующим образом:
S = 2πr2 + 2πrh
где
πr2 - площадь основания цилиндра (площадь круга)
2πr - длина окружности основания
Подставим значение высоты цилиндра в полученную формулу
S = 2πr2 + 2πrh
S = 2πr2 + 2πr * 128 / r2
S = 2πr2 + 256π / r
Если представить полученную формулу как функцию площади заданного в задаче цилиндра, то минимальная площадь цилиндра будет достигнута в точке экстремума данной функции. Для нахождения экстремума дифференцируем полученную функцию.
f(r) = 2πr2 + 256π / r
Формулы дифференцирования можно посмотреть в таблице производных. Получим:
f '(r) = 4πr - 256π / r2
Поскольку в точке экстремума производная функции равна нулю, приравняем f '(r) к нулю и решим уравнение.
4πr - 256π / r2 = 0
получим
4πr ( 1 - 64/r3 ) = 0
откуда
4πr = 0 или 1 - 64/r3 = 0
первый найденный корень уравнения r = 0 отбрасываем,
1 - 64/r3 = 0
r3 = 64
r = 4
Откуда
h = 128 / 16
h = 8
Ответ: минимальная площадь цилиндра будет достигнута при h = 8 см, r =4 см
Задача
Площадь основания цилиндра равна Q, а площадь осевого сечения М. Чему равна полная поверхность цилиндра?
|
Площа основи циліндра дорівнює Q, а площа осьового перерізу М. Чому дорівнює повна поверхня циліндра?
|
Решение. Рiшення.
Найдем площадь осевого сечения цилиндра.
S = 2HR
По условию задачи
2HR = M
откуда
2R = M / H
Площадь каждого основания цилиндра
S = πR2
По условию задачи
πR2=Q
Площадь полной поверхности цилиндра равна сумме площадей оснований и площади боковой поверхности.
Площадь боковой поверхности цилиндра равна
Sб = 2πRH
Таким образом, площадь полной поверхности цилиндра
Sп = 2Q + 2πRH
Учтем, что значение 2R = M/H, получим
Sп = 2Q + ( M / H ) πH
откуда
Sп = 2Q + πМ
|
Знайдемо площу осьового перетину циліндра.
S = 2HR
По умові завдання
2HR = M
звідки
2R = M / H
Площа кожної основи циліндра
S = πR2
По умові завдання
πR2=Q
Площа повної поверхні циліндра дорівнює сумі площ підстав і площі бічної поверхні.
Площа бічної поверхні цилiндра рівна
Sб = 2πRH
Таким чином, площа повної поверхні циліндра
Sп = 2Q + 2πRH
Врахуємо, що значення 2R = M/H, отримаємо
Sп = 2Q + ( M / H ) πH з
відки
Sп = 2Q + πМ
|
Ответ: Sп = 2Q + πМ
Диагональ цилиндра |
Описание курса
| Конус
|