要做一个容积为(16π)m^3的圆柱形密闭容器,问怎样设计其尺寸可使用材料最省?有例题如图

2025-03-22 04:36:22
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回答1:

由题可得:
V=hπr²→h=16/r² ---------⑴
根据圆柱体表面积公式可得:
S=2×πr²+2×πrh (上下两圆面积+侧面积)
将(1)代入,化简后得到:
S=2π(r²+16/r)---------(2)
要使S最小,则(r²+16/r)取最小值。
设:函数f(r)=r²+16/r,求min【f(r)】。
先对f(r)求导,得:
f(r)'=2r-16/r²--------(3)
当(3)=0,函数f(r)得极值,得到:
2r-16/r²=0
则:r=2---------------(4)
将(4)带入(1),得:
h=16/r² =16/2²=16/4=4
所以,当底半径r=2m,高h=4m时,用料最省。