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=______.

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=

1
3
πR2H=
1
3
(πr3cos2αtan2α)
则V1:V2=(cos2αtan2α):6.
∵cos2αtan2α=
2
tan2α−tan4α

则当tan2α=
1
2
,即tanα=
2
2
时,cos2αtan2α取最小值8,
此时kmin=
4
3

故答案为:
4
3