圆柱型金属饮料罐的容积V一定时,它的高h与底面半径R具有怎样的关系时,才能使所用材料最省?

1个回答

  • 解题思路:由题意求出饮料罐的表面积,求出体积,推出表面积与圆柱底面半径的关系式,通过不等式求出面积的最小值.

    (本小题满分12分)

    如图,饮料罐的表面积S=2πRh+2πR2.…(2分)

    由V=πR2h,得h=

    V

    πR2,则

    S=2πR•

    V

    πR2+2πR2=[2V

    R +2πR2.(R>0)…(4分)

    所以S=

    V/R+

    V

    R+2πR2≥3

    3

    V

    R•

    V

    R•2πR2

    ]=3

    32πV2

    当且仅当[V/R=2πR2,即R=

    3

    V

    ]时,S取得最小值.…(10分)

    把R=

    3

    V

    代入h=

    V

    πR2,得h=2

    3

    V

    ,即h=2R.…(11分)

    答:当饮料罐的高与底面的直径相等时,所用材料最省. …(12分)

    点评:

    本题考点: 旋转体(圆柱、圆锥、圆台);利用导数求闭区间上函数的最值.

    考点点评: 本题是中档题,考查圆柱的表面积与体积的关系,不等式的应用,考查计算能力.