Một nóc tòa nhà cao tầng có dạng hình nón. Người ta muốn xây một bể nước có dạng một hình trụ nội tiếp trong hình nón để chứa nước (như hình vẽ minh họa). Cho biết SO = h;OB = R;OH = x (0 < x < h). Tìm thể tích lớn nhất của hình trụ.
.png)
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiTa có
\(\begin{array}{*{20}{l}} {\frac{{SH}}{{SO}} = \frac{{SC}}{{SB}}}\\ { \Rightarrow SC = \frac{{SH.SB}}{{SO}} = \frac{{\left( {h - x} \right)\sqrt {{R^2} + {h^2}} }}{h}}\\ { \Rightarrow HC = S{C^2} - S{H^2} = \frac{{{R^2} + {h^2}}}{{{h^2}}}{{\left( {h - x} \right)}^2} - {{\left( {h - x} \right)}^2}.} \end{array}\)
Ta có
\(\begin{array}{l} {V_{tru}} = \pi .H{C^2}.OH = \pi \left( {\frac{{{h^2} + {R^2}}}{{{h^2}}} - 1} \right){\left( {h - x} \right)^2}.x\\ V'\left( x \right) = \pi \left( {\frac{{{h^2} + {R^2}}}{{{h^2}}} - 1} \right)\left( {3{x^2} - 4hx + {h^2}} \right) = 0 \Leftrightarrow x = \frac{h}{3}. \end{array}\)
Vậy thể tích lớn nhất của hình trụ là
\({V_{tru\left( {\max } \right)}} = \pi \left( {\frac{{{h^2} + {R^2}}}{{{h^2}}} - 1} \right){\left( {h - \frac{h}{3}} \right)^2}.\frac{h}{3} = \pi .\frac{{{R^2}}}{{{h^2}}}.\frac{{4{h^2}}}{9}.\frac{h}{3} = \frac{{4\pi {R^2}h}}{{27}}.\)
Câu hỏi liên quan
-
Cho tam giác ABC vuông tại A có \(AB = a\sqrt 3 , AC = a\). Diện tích xung quanh của hình nón tròn xoay tạo thành khi quay tam giác quanh đường thẳng AB là:
-
Cho tam giác ABC vuông tại A có BC=2a và góc B=300. Quay tam giác vuông này quanh trục AB, ta được một hình nón đỉnh B. Gọi S1 là diện tích toàn phân của hình nón đó và S2 là diện tích mặt cầu có đường kính AB. Khi đó, tỉ số \( \frac{{{S_1}}}{{{S_2}}}\)
-
Một khối đồ chơi có dạng khối nón, chiều cao bằng (20cm ), trong đó có chứa một lượng nước. Nếu đặt khối đồ chơi theo hình H1 thì chiều cao của lượng nước bằng \(\frac{2}{3}\) chiều cao của khối nón. Hỏi nếu đặt khối đồ chơi theo hình H2 thì chiều cao (h ) của lượng nước trong khối đó gần với giá trị nào sau đây?
-
Cho hình trụ có thiết diện qua trục là hình vuông có cạnh bằng (2a ). Thể tích của khối trụ giới hạn bởi hình trụ đã cho bằng:
-
Trong không gian, cho tam giác ABC cân tại A, \(AB = a\sqrt {10} ,\;BC = 2a\). Gọi H là trung điểm của BC. Tính thể tích V của hình nón nhận được khi quay tam giác ABC xung quanh trục AH.
-
Tính thể tích V của khối trụ có chu vi đáy là \(2\pi \) chiều cao là \(\sqrt 2 \)
-
Cho hình lập phương ABCD.A’B’C’D’ cạnh a. Hãy tính diện tích xung quanh của hình nón có đỉnh là tâm O của hình vuông A’B’C’D’ và đáy là hình tròn nội tiếp hình vuông ABCD. Đáp án là:
-
Tính diện tích toàn phần của hình trụ có đường cao bằng 2 và đường kính đáy bằng 8.
-
Cho hình nón có bán kính đáy và đường cao lần lượt là r = 3cm,h = 4cm. Tính diện tích xung quanh của hình nón.
-
Cho đường tròn (C) ngoại tiếp một tam giác đều ABC có cạnh bằng a, chiều cao AH. Quay đường tròn (C) xung quanh trục AH, ta được một mặt cầu. Thể tích của khối cầu tương ứng là:
-
Cho hình lập phương có cạnh bằng a và một hình trụ có hai đáy là hai hình tròn nội tiếp hai mặt đối diện của hình lập phương. Gọi S1 là diện tích 6 mặt của hình lập phương, S2 là diện tích xung quanh của hình trụ. Tỉ số \( \frac{{{S_2}}}{{{S_1}}}\) bằng:
-
Cho một khối trụ có chiều cao bằng 8cm, bán kính đường tròn đáy bằng 6cm. Cắt
khối trụ bởi một mặt phẳng song song với trục và cách trục 4cm. Diện tích của thiết diện
được tạo thành là -
Cho a > b > 0. Đường elip (E) có phương trình \(\frac{{{x^2}}}{{{a^2}}} + \frac{{{y^2}}}{{{b^2}}} = 1.\) Diện tích của hình elip (E) là
-
Hình trụ có bán kính đáy bằng \(2\sqrt3\)và thể tích bằng \(24\pi\) . Chiều cao hình trụ này bằng
-
Cho khối hộp chữ nhật ABCD.A'B'C'D' có đáy là hình vuông, BD = 2a góc giữa hai mặt phẳng (A'BD) và (ABCD) bằng 300. Thể tích của khối hộp chữ nhật đã cho bằng
-
Cho hình hộp chữ nhật ABCD.A′B′C′D′ có \( AB = AD = 2a,AA' = 3\sqrt 2 a.\). Tính điện tích toàn phần S của hình trụ có hai đáy lần lượt ngoại tiếp hai đáy của hình hộp chữ nhật đã cho.
-
Cho hình trụ có các đáy là hình tròn tâm O và tâm O' , bán kính đáy bằng chiều cao và bằng 4cm. Trên đường tròn đáy tâm O lấy điểm A, trên đường tròn đáy tâm O' lấy điểm B sao cho \( AB = 4\sqrt 3 cm\). Thể tích khối tứ diện AOO'B là:
-
Cho một khối trụ có bán kính đáy \(R=a\) và chiều cao \(h=2a\). Mặt phẳng \((P)\) song song với trục \(OO'\) của khối trụ chia khối trụ thành 2 phần, gọi \({{V}_{1}}\) là thể tích phần khối trụ chứa trục \(OO'\), \({{V}_{2}}\) là thể tích phần còn lại của khối trụ. Tính tỉ số \(\frac{{{V}_{1}}}{{{V}_{2}}}\), biết rằng \((P)\) cách \(OO'\) một khoảng bằng \(\frac{a\sqrt{2}}{2}\).
-
Cắt một khối trụ bởi một mặt phẳng qua trục ta được thiết diện là hình chữ nhật ABCD có AB và CD thuộc hai đáy của khối trụ. Biết AB = 4a, BC = 3a. Tính thể tích của khối trụ.
-
Cho hình chữ nhật (ABCD ), khi quay hình chữ nhật quanh cạnh (AB ) thì (CD ) được gọi là:
