扇形圆心角求体积

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/09 02:51:46
从一块半径为R的圆形铁片中剪去一个扇形,把剩余铁片围成一个锥形容器,问剪去的扇形圆心角多大时,才能使所作成的圆锥容积最大?

设留下的角度为a
体积=1/3(底面积×高)
底面积=〔R×(a/2π)〕^2×π
高=√{R^2-〔R×(a/2π)〕^2}
化简以后,求体积的最大值即求4π^2×a^4-a^6的最大值
而4π^2×a^4-a^6=1/2×(8π^2-2a^2)×a^2×a^2
利用“绝对不等式xyz<=(x+y+z)^3/27 仅当x=y=z时取等号”,
即当8π^2-2a^2=a^2时,体积最大
此时a^2=8π^2/3
a=π√(8/3)
所以剪去的角度应该为〔2-√(8/3)〕π

假设剪去的扇形圆心角为a(弧度),则剩下的部分圆心角为2π -a,它所围成的圆锥的底面周长为(2π -a)R.由此可以求得底面半径,再根据勾股定理可以求得围成的圆锥体的高h,然后求得圆锥体的体积V=S*h*1/3(S是底面面积),最后只要求出V的最大值就可以了。