Giải SBT đại số, hình học toán lớp 9 tập 1, tập 2 Bài 2. Hình nón. Hình nón cụt. Diện tích xung quanh và..

Bài 22 trang 168 SBT toán 9 tập 2


Giải bài 22 trang 168 sách bài tập toán 9. Từ một hình nón, người thợ tiện có thể tiện ra một hình trụ cao nhưng “ hẹp” hoặc một hình trụ rộng nhưng “ thấp”. Trong trường hợp nào thì người thợ tiện loại bỏ ít vật liệu hơn?

Đề bài

Từ một hình nón, người thợ tiện có thể tiện ra một hình trụ cao nhưng “ hẹp” hoặc một hình trụ rộng nhưng “ thấp”. Trong trường hợp nào thì người thợ tiện loại bỏ ít vật liệu hơn?

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Sử dụng:

- Công thức tính thể tích hình trụ: \(V= Sh = πr^2h\).

(\(r\) là bán kính đường tròn đáy, \(h\) là chiều cao, \(S\) là diện tích đáy).

Lời giải chi tiết

Gọi bán kính đáy hình nón là \(R\), chiều cao hình nón là \(h\), bán kính đáy hình trụ là \(r\), chiều cao phần hình nón cắt đi là \(BE = x\).

Vì \(MN//AC \), theo hệ quả định lí Ta-lét ta có:

\(\displaystyle  {{ME} \over {AD}} = {{BE} \over {BD}}\) hay \(\displaystyle {r \over R} = {x \over h} \Rightarrow r = {{Rx} \over h}\)

Thể tích hình trụ là: \(V = πr^2. (h-x)\)

\(\displaystyle V = \pi .{\left( {{{Rx} \over h}} \right)^2}.\left( {h - x} \right)\)\(\, \displaystyle = \pi .{{{R^2}{x^2}} \over {{h^2}}}.(h - x)\)

Phần bỏ đi của hình nón ít nhất có nghĩa là thể tích của hình trụ lớn nhất:

\(\displaystyle V = \pi .{{{R^2}{x^2}} \over {{h^2}}}(h - x)\)

\(\displaystyle \Rightarrow 2V{h^2} = \pi {R^2}{x^2}(2h - 2x)\)

\(\displaystyle \Rightarrow {{2V{h^2}} \over {\pi {R^2}}} = {x^2}(2h - 2x)\))

Vì \(π, R, h\) là các hằng số nên thể tích hình trụ lớn nhất khi và chỉ khi \({x^2}\left( {2h - 2x} \right)\) lớn nhất. Ta có \({x^2}\left( {2h - 2x} \right) = x.x.\left( {2h - 2x} \right)\)

Áp dụng bất đẳng thức Cô - si cho ba số dương \(x, x, 2h-2x\) ta có:

\(\sqrt[3]{{x.x.\left( {2h - 2x} \right)}} \le \dfrac{{x + x + 2h - 2x}}{3} = \dfrac{{2h}}{3}\) \( \Rightarrow x.x.\left( {2h - 2x} \right) \le {\left( {\dfrac{{2h}}{3}} \right)^3} \) \(= \dfrac{{8{h^3}}}{{27}}\)

Dấu "=" xảy ra khi \( x = 2h -2x  \Leftrightarrow  3x = 2h  \) \(\Rightarrow  x = \displaystyle {2 \over 3}h\)

Vậy khi phần cắt bỏ ở phía trên hình nón có chiều cao bằng \(\displaystyle {2 \over 3}\) chiều cao hình nón thì phần bỏ đi là ít nhất.

Loigiaihay.com


Bình chọn:
4.9 trên 7 phiếu
Bài tiếp theo
  • Bài 23 trang 168 SBT toán 9 tập 2

    Giải bài 23 trang 168 sách bài tập toán 9. Hình 99 là một hình nón. Chiều cao là h (cm), bán kính đường tròn đáy là r (cm) và độ dài đường sinh m (cm) thì thể tích hình nón này là ...

  • Bài 24 trang 169 SBT toán 9 tập 2

    Giải bài 24 trang 169 sách bài tập toán 9. Một hình trụ có bán kính đáy 1cm và chiều cao 2cm, người ta khoan đi một phần có dạng hình nón như hình vẽ (h.100) thì phần thể tích còn lại của nó sẽ là ...

  • Bài 25 trang 169 SBT toán 9 tập 2

    Giải bài 25 trang 169 sách bài tập toán 9. Cho tam giác ABC vuông tại A. Gọi V1, V2, V3 theo thứ tự là thể tích của những hình sinh ra khi quay tam giác ABC một vòng xung quanh các cạnh BC, AB và AC...

  • Bài 26 trang 169 SBT toán 9 tập 2

    Giải bài 26 trang 169 sách bài tập toán 9. Hình 101 có một hình nón, chiều cao k (cm), bán kính đường tròn đáy m (cm) và một hình trụ có cùng chiều cao và bán kính đường tròn đáy với hình nón...

  • Bài 21 trang 168 SBT toán 9 tập 2

    Giải bài 21 trang 168 sách bài tập toán 9. Nếu chiều cao và bán kính đáy của một hình nón đều tăng lên và bằng 5/4 so với các kích thước tương ứng ban đầu thì trong các tỉ số sau đây ...

>> Xem thêm

Luyện Bài Tập Trắc nghiệm Toán 9 - Xem ngay

Báo lỗi - Góp ý

Tham Gia Group 2K10 Ôn Thi Vào Lớp 10 Miễn Phí

Các bài khác cùng chuyên mục


App Loigiaihay trên google play store App Loigiaihay trên apple store

Copyright © 2021 loigiaihay.com

DMCA.com Protection Status
App Loigiaihay trên apple store App Loigiaihay trên google play store