作业帮 > 数学 > 作业

导数应用已知圆柱的表面为定值S,求当圆柱的容积V最大时,圆柱的高h的值

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/15 02:24:38
导数应用
已知圆柱的表面为定值S,求当圆柱的容积V最大时,圆柱的高h的值
设底圆半径为R
S=2*πRh+2πR^2 [上下两圆面积加上围壁的面积]
V=πR^2h
利用拉格朗日条件函数做:
L(h,R)=πR^2h-u(2*πRh+2πR^2-S) u为那个条件系数
L'(h)=πR^2-2*πRu
L'(R)=2πRh-2πuh-4πRu
L'(u)=2*πRh+2πR^2-S

令上面三个导数式子全为0 解得:上面两个式子有:R=2u h=4u 所以h=2R
代入第三个式子:R^2=S/6π h=2根号下S/6π
因为是实际问题 所以必然存在最大值,而在定义域内该函数导数又存在唯一的零点,所以当V最大时h=2根号下S/6π
当然第二种方法就是在表面积式子里用一元二次方程的方程根把R用h表示出来,再代入体积公式里,再用导数做 原理是一样的,但这种方法必然牵扯到根式的求导比较麻烦,所以用拉格朗日条件函数做简单些~~~~~