半径为R的圆铁皮,减去一个扇形,余下圆心角为θ的扇形,制成一个圆锥形的漏斗,当θ取何值时,漏斗的容积大

问题描述:

半径为R的圆铁皮,减去一个扇形,余下圆心角为θ的扇形,制成一个圆锥形的漏斗,当θ取何值时,漏斗的容积

2π根号(2/3)

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-a)*R
所以r=(2*pi-a)*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+a)^2*(-a*(-4*pi+a))^(1/2) 【4】
对【4】求导,并令dV/da=0
dV/da=1/12/pi^2*R^3*(-2*pi+a)*(-a*(-4*pi+a))^(1/2)+1/48/pi^2*R^3*(-2*pi+a)^2/(-a*(-4*pi+a))^(1/2)*(4*pi-2*a)=0
解得:
a =
[ 2*pi]
[ 2*pi+2/3*6^(1/2)*pi]
[ 2*pi-2/3*6^(1/2)*pi]
显然,a=2*pi和a=2*pi+2/3*6^(1/2)*pi不合理

设圆锥形容器底半径为r.高为h.则2πr=αR,r=αR/(2π).h=√(R²-r²)选r为自变量,容器容积V=(1/3)πr²h=(1/3)πr²√(R²-r²)对r求导:V′=(1/3)πr[2R²-3r²...