Question

Задача. Завод планирует выпускать баки в форме цилиндра без крышки. Рассчитать R основания и h бака, если его V должен быть равен 24,389π, при этом расход материала на его изготовление должен быть наименьшим.

Радиус основания цилиндра равен ...

Высота цилиндра равна ...

Answer 1

Ответ: R=h=2,9.

Объяснение:

Объём бака V=π*R²*h, а расход материала будет наименьшим в том случае, если будет наименьшей поверхность бака S. А так как S=π*R²+2*π*R*h, то задача сводится к нахождению условного экстремума функции двух переменных. Но так как при этом V=24,389*π=const, то h=V/(π*R²), и задача упрощается до нахождения экстремума функции одной переменной R. Тогда S(R)=π*R²+2*π*R*V/(π*R²)=π*R²+2*V/R. Производная S'(R)=2*π*R-2*V/R². Приравнивая её к нулю, получаем уравнение π*R=V/R², откуда R=∛(V/π)=2,9. Если R<2,9, то S'(R)<0; если R>2,9, то S'(R)>0. Поэтому значение R=2,9 доставляет минимум функции S(R). При R=2,9 h=V/(π*R²)=2,9.