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已知矩形的周长为2p,将它绕其中一边旋转一周而构成一旋转体(圆柱体),求该圆柱体体积最大时的半径与高.
已知矩形的周长为2p,将它绕其中一边旋转一周而构成一旋转体(圆柱体),求该圆柱体体积最大时的半径与高.
admin
2018-08-22
83
问题
已知矩形的周长为2p,将它绕其中一边旋转一周而构成一旋转体(圆柱体),求该圆柱体体积最大时的半径与高.
选项
答案
设该旋转体的半径为x,高为y,则x+y=p.该圆柱体体积V=πyx
2
. 方法一化成一元函数极值问题. V=πyx
2
=π(p一x)x
2
=πpx
2
一πx
3
,0<x<p. V’=2πpx一3πx
2
, V"=2πp一6πx. 令V’=0,得[*] 所以当半径[*]时,体积V为极大值,且是唯一驻点,故当[*]时V最大. 方法二 用拉格朗日乘数法,令F(x,y,λ)=πyx
2
+λ(x+y一p), 由 [*]有2πxy+λ=0,πx
2
+λ=0,x+y一p=0. 容易解得唯一解[*]由于存在最大值,故当半径为[*]高为[*]时,该旋转体体积最大.
解析
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考研数学二
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