如图,一个圆锥的底面半径为2cm,高为6cm,其中有一个高为xcm的内接圆柱.(1)试用x表示圆柱的侧面积;(2)当x为何值时,圆柱的侧面积最大.

问题描述:

如图,一个圆锥的底面半径为2cm,高为6cm,其中有一个高为xcm的内接圆柱.

(1)试用x表示圆柱的侧面积;
(2)当x为何值时,圆柱的侧面积最大.

(1)设所求的圆柱的底面半径为r,它的轴截面如图:
由图得,

r
2
6−x
6
,即r=2−
x
3

∴S圆柱侧=2πrx=2π(2−
x
3
)x=4πx−
3
x2
(5分)
(2)由(1)知当x=−
2(−
3
)
=3
时,这个二次函数有最大值为6π,
∴当圆柱的高为3cm时,它的侧面积最大为6πcm2(10分)
答案解析:(1)由题意作出几何体的轴截面,根据轴截面和比例关系列出方程,求出圆柱的底面半径,再表示出圆柱的侧面积;
(2)由(1)求出的侧面面积的表达式,根据二次函数的性质求出侧面面积的最大值.
考试点:旋转体(圆柱、圆锥、圆台);二次函数的性质.

知识点:本题的考点是简单组合体的面积问题,关键是作出轴截面,求出长度之间的关系式,表示出面积后利用函数的思想求出最值,考查了数形结合思想和函数思想.