求助一道立体几何的题

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/14 06:29:40
有正方体,圆柱体和球三个立体图形,三者都等体积,问哪个表面积最小?
在线等,麻烦说下解题思路.
今考试时候的一道题,我做的时候思路不大清晰,想弄明白。
麻烦各位不嫌麻烦说下思路。答案是怎么出来的

考虑下,在真空的宇宙环境中,液体都会变成球状,因为球的表面张力最大,表面积最小(依我个人的理解,表面张力是内力,因此可以认为其作用大小一定,面积最小时,自然张力最大)
个人认为这道题目主要是在考虑生活常识问题,具体运算的话,会比较麻烦

-----运算的话
设3个题记均为V,
则正方体表面积为:6*(v^(1/3))^2
球体:(V/(4π/3))^(2/3)*4π
很明显,圆的表面积要小于正方形(只需比较6和4π/((4π/3)^(2/3))的大小即可)
再看圆柱:

圆柱体:设高为h,底半径为r,设圆的半径为R则
V=π*r^2*h=4/3*π*R^3
S1=h*2*π*r+2*π*r^2=2*V/r+2*V/h
S2=4*π*R^2=3*V/R
即比较2*(1/r+1/h)与3/R的大小
涉及的比较复杂。。。所以,此时,完全可以采用数值带入设V=4π
则,R=3^(1/3),S2=4π*3^(4/3)
h*r^2=4,则S1=8π*((4+r^3)/4r),带入一些r的特殊值后,可以看出S1的取值规则,可以得知,S2是小于S1的

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个人认为,这种题目一般不会出做大题,因此计算过程中有很多不规范,如果规范计算的话,要用到很多判别不等式,等之类的方法

球体

当正方体,圆柱体和球三者都等体积,
则球体的表面积最小

设体积V,分别计算其表面积,然后比较大小。这种方法太麻烦
从生活经验可知求得面积最小,这样做选择题或填空题可。