Trong các hình trụ nội tiếp hình cầu bán kính R, hãy tìm hình trụ có thể tích lớn nhất.
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiKí hiệu chiều cao, bán kính đáy và thể tích của hình trụ nội tiếp hình cầu lần lượt là h, r và V. Khi đó: \(V=h \pi r^{2}\)
Vì \(r^{2}=R^{2}-\frac{h^{2}}{4} \Rightarrow V=h \pi\left(R^{2}-\frac{h^{2}}{4}\right)=\pi\left(h R^{2}-\frac{h^{3}}{4}\right)\)
Ví dụ trở thành tìm giá trị lớn nhất của hàm số \(V(h)=\pi\left(h R^{2}-\frac{h^{3}}{4}\right), h \in(0 ; 2 R)\)
Ta có: \(V^{\prime}(h)=\pi\left(R^{2}-\frac{3 h^{2}}{4}\right)=0 \Leftrightarrow h=\frac{2 R}{\sqrt{3}}\)
Bảng biến thiên:
Từ bảng biến thiên suy ra \(\max\limits _{(0 ; 2 k)} V=V\left(\frac{2 R}{\sqrt{3}}\right)=\frac{4 \pi R^{3}}{3 \sqrt{3}}\)
Khi đó chiều cao là \(\frac{2 R}{\sqrt{3}}\)