一个圆锥和一个圆柱,下底面在同一平面上,它们有公共的内切球,记圆锥的体积为V1,圆柱的体积为V2,且V1=kV2,则kmin=_.
问题描述:
一个圆锥和一个圆柱,下底面在同一平面上,它们有公共的内切球,记圆锥的体积为V1,圆柱的体积为V2,且V1=kV2,则kmin=______.
答
设球半径为r,圆柱的底面半径也为r,高为2r,
则V2=2πr3.
设圆锥底半径为R=rcotα,高H=Rtan2α.
则V1=
πR2H=1 3
(πr3cos2αtan2α)1 3
则V1:V2=(cos2αtan2α):6.
∵cos2αtan2α=
2
tan2α−tan4α
则当tan2α=
,即tanα=1 2
时,cos2αtan2α取最小值8,
2
2
此时kmin=
4 3
故答案为:
4 3