做一个无盖的圆柱形水桶,若要使体积是27π,且用料最省,则圆柱的底面半径为______.

2个回答

  • 解题思路:设圆柱的高为h,半径为r则由圆柱的体积公式可得,πr2h=27π,即

    h=

    27

    r

    2

    ,要使用料最省即求全面积的最小值,而S全面积=πr2+2πrh=

    π

    r

    2

    +2πr•

    27

    r

    2

    =

    π

    r

    2

    +

    54π

    r

    (法一)令S=f(r),结合导数可判断函数f(r)的单调性,进而可求函数取得最小值时的半径

    (法二):S全面积=πr2+2πrh=

    π

    r

    2

    +2πr•

    27

    r

    2

    =

    π

    r

    2

    +

    54π

    r

    ,利用基本不等式可求用料最小时的r

    设圆柱的高为h,半径为r

    则由圆柱的体积公式可得,πr2h=27π

    h=

    27

    r2

    S全面积=πr2+2πrh=πr2+2πr•

    27

    r2=πr2+

    54π

    r

    (法一)令S=f(r),(r>0)

    f′(r)=2πr−

    54π

    r2=

    2π(r3−27)

    r3

    令f′(r)≥0可得r≥3,令f′(r)<0可得0<r<3

    ∴f(r)在(0,3)单调递减,在[3,+∞)单调递增,则f(r)在r=3时取得最小值

    (法二):S全面积=πr2+2πrh=πr2+2πr•

    27

    r2=πr2+

    54π

    r

    =πr2+

    27π

    r+

    27π

    r≥3

    3πr2•

    27π

    r•

    27π

    r

    =27π

    当且仅当πr2=

    27π

    r即r=3时取等号

    当半径为3时,S最小即用料最省

    故答案为:3

    点评:

    本题考点: 函数最值的应用.

    考点点评: 本题主要考查了圆柱的体积公式及表面积的最值的求解,解答应用试题的关键是要把实际问题转化为数学问题,根据已学知识进行解决.