Cho hình nón có chiều cao 2R và bán kính đường tròn đáy R. Xét hình trụ nội tiếp hình nón sao cho có thể tích khối trụ lớn nhất, khi đó bán kính đáy của khối trụ bằng:
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiGọi chiều cao khối trụ là h và bán kính đáy khối trụ là r.
Ta có: \(\frac{{O'A'}}{{OA}} = \frac{{SO'}}{{SO}} \Rightarrow \frac{r}{R} = \frac{{2R - h}}{{2R}} \Rightarrow h = 2R - 2r\)
Thể tích khối trụ: \(V = \pi {r^2}h = \pi {r^2}.\left( {2R - 2r} \right) = 2\pi \left( {R{r^2} - {r^3}} \right)\)
Xét hàm \(f\left( r \right) = R{r^2} - {r^3}\) có \(f'\left( r \right) = 2rR - 3{r^2} = 0 \Leftrightarrow r = \frac{{2R}}{3}\) (vì 0 < r < R)
Bảng biến thiên:
Từ bảng biến thiên ta thấy, hàm số \(f(r)\) đạt GTLN tại \(r = \frac{{2R}}{3}\)
Vậy \({V_{\max }}\) đạt được khi \(r = \frac{{2R}}{3}\)