GreuArii și volumeClasa 11

Problemă rezolvată de Arii și volume

GreuArii și volumeAplicații ale derivatelor
Rezolvați: Aria laterală a unui con este S. Pentru ce rază a bazei sfera înscrisă în acel con are volumul cel mai mare?

Rezolvare completă

10 puncte · 3 pași
13 puncte
Introducerea notației: raza bazei RR, înălțimea hh, tălpile l=R2+h2l=\sqrt{R^2+h^2} și aria laterală S=πRlS=\pi R l. Relația pentru raza sferei înscrise (prin triunghiuri asemenea): ρ=hRR+l\rho=\dfrac{hR}{R+l}. Exprimarea lui hh și ll în funcție de RR sau alegerea unei parametrizări adecvate (de exemplu x=R/lx=R/l).
24 puncte
Reductia problemei la o funcție de o singură variabilă: cu x=R/lx=R/l se obține ρ=lx1−x21+x\rho=l\dfrac{x\sqrt{1-x^2}}{1+x}, iar volumul sferei V∝l3(x1−x21+x)3V\propto l^3\left(\dfrac{x\sqrt{1-x^2}}{1+x}\right)^3. Folosind S=πRl=πxl2S=\pi R l=\pi x l^2 se exprimă factorul în funcție doar de xx și se maximizează prin derivare: se obține ecuația pentru extremum care conduce la x=2−1x=\sqrt{2}-1.
33 puncte
Concluzie și exprimarea razei optime: din S=πRlS=\pi R l și x=R/lx=R/l rezultă R2=SxπR^2=\dfrac{Sx}{\pi}, deci raza care maximizează volumul sferic este R=S(2−1)πR=\sqrt{\dfrac{S(\sqrt{2}-1)}{\pi}}. Justificarea naturii extremei (maxim) prin semnul derivatelor sau analiza comportamentului la limite.

Ai rezolvat această problemă?

Trimite soluția ta și primește feedback AI detaliat — vezi exact unde ai greșit și cum să îmbunătățești.

Vreau evaluare AI — e gratuit

50 credite gratuite la înregistrare. Fără card, fără obligații.

Probleme similare de Arii și volume

Mediu#1Arii și volumeFuncția de gradul al II-leaAlgebră și Calcule cu Numere Reale
Trebuie construit un moviliu de cale ferată lung de 100 m, a cărui secțiune transversală este un trapez isoscel cu baza inferioară 5 m5\mathrm{\,m}, baza superioară cel puţin 2 m2\mathrm{\,m} şi panta laterală de 45∘45^\circ. Determinaţi înălţimea hh a moviliului astfel încât volumul excavărilor să fie cel puţin 400 m3400\mathrm{\,m^3} şi cel mult 500 m3500\mathrm{\,m^3}.
Mediu#2Arii și volumeAplicații ale derivatelor
Determinați volumul maxim VV al unui con având generatoarea de lungime aa.
Mediu#3Arii și volumeAplicații ale derivatelorTrigonometrie
Dintr-un cerc se taie un sector cu unghiul central α\alpha. Din partea rămasă a cercului se construiește un con. Pentru ce valoare a lui α\alpha volumul conului este maxim?
Greu#4Arii și volumeAplicații ale trigonometriei în geometrieAplicații ale derivatelor
Baza unei piramide este un triunghi isoscel cu unghiul de la bază α\alpha. Fiecare dintre unghiurile diedre de la bază este egal cu φ\varphi. Raza sferei înscrise în piramidă este RR. Determinați volumul piramidei. Pentru ce valoare a lui α\alpha volumul piramidei este minim?
Vezi toate problemele de Arii și volume →
62 zile până la BAC

Pregătește-te la Arii și volume cu AI

Rezolvă probleme pe hârtie, fotografiază și primește feedback instant de la AI — ca de la un profesor.

Vreau evaluare AI pe soluția mea

50 credite gratuite la înregistrare. Fără card, fără obligații.