易拉罐形状最优设计问题的分析与讨论

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/24 13:12:12
1.问题重述
1.在现在的饮料市场,我们只要稍加留意就会发现销量很大的饮料 (例如饮料量为355毫升的可口可乐、青岛啤酒等) 的饮料罐(即易拉罐)的形状和尺寸几乎都是一样的。这是不是偶然呢?显然,这不是一个偶然的,这应该是某种意义下的最优设计。当然,对于单个的易拉罐来说,这种最优设计可以节省的钱可能是很有限的,但是如果是生产几亿,甚至几十亿个易拉罐的话,可以节约的钱就很可观了。
2.现在就让我们一起来研究易拉罐的形状和尺寸的最优设计问题。具体说,我们应该完成以下的任务:取一个饮料量为355毫升的易拉罐,例如355毫升的可口可乐饮料罐,测量你们认为验证模型所需要的数据,例如易拉罐各部分的直径、高度,厚度等,并把数据列表加以说明;如果数据不是你们自己测量得到的,那么你们必须注明出处。
3.设易拉罐是一个正圆柱体。什么是它的最优设计?其结果是否可以合理地说明你们所测量的易拉罐的形状和尺寸,例如说,半径和高之比,等等。
4.设易拉罐的中心纵断面如下图所示,即上面部分是一个正圆台,下面部分是一个正圆柱体。什么是它的最优设计?其结果是否可以合理地说明你们所测量的易拉罐的形状和尺寸。
5.利用你们对所测量的易拉罐的洞察和想象力,做出你们自己的关于易拉罐形状和尺寸的最优设计。

这里主要是看易拉罐所用铝皮和围成体积的比
就是用最少的材料装最多的水
这里你需要找出底面圆的半径和高的比
设底面半径为R 高为H
则面积S=2πR*R+2πRH
体积V=πR*RH
最后S和V相除求导就可以了