Matematik

Optimering cylinder rumfang

27. november 2009 af miss-70c (Slettet) - Niveau: A-niveau

En cylinder er indskrevet i en kugle med radius 3 som vist på figuren. Hvilken højde H skal cylinderen have for at dens rumfang bliver størst mulig?


Brugbart svar (0)

Svar #1
27. november 2009 af mathon

tegn et plant, lodret tværsnit gennem kuglens centrum.

du får heri et rektangel i kuglens storcirkel.

Tegn en radius fra cirkelcentrum til rektanglets øvre, højre hjørne.
Tegn fra cirklens centrum vinkelret op på rektanglet øverste side den halve cylinderhøjde, h/2.

Vinklen mellem (h/2) og radius r i storcirklen kaldes θ.

Du har nu:
                (h/2) = r·cos(θ)
                 r1 = r·sin(θ)                   r1 er cylinderens radius

hvoraf
        V = h·π·r12                            V er cylinderens volumen

som ved indsættelse giver

        V = (2r·cos(θ))·π·(r2·sin2(θ))

        V = 2πr3·(cos(θ) - cos3(θ))

        V = 54π·(cos(θ) - cos3(θ))      som du kan differentiere med hensyn til θ

        V ' = 54π(-sin(θ) - 3cos2(θ)·(-sin(θ))

        V ' = 54π(3(1-sin2(θ))·sin(θ) - sin(θ))

        V ' = 54π·sin(θ)·[2 - 3sin2(θ)] = 0  hvoraf maksimumvinklen beregnes
                                                               
ved brug af nul-reglen for 0 < θ < (π/2)


Brugbart svar (2)

Svar #2
28. november 2009 af MN-P (Slettet)

radius i cylinderen:r

cylinderens højed: h

(h/2)2+r2=32 ⇒ r2=32-h2/4

V=π*r2*h                  r2 indsættes

V=π (9-h2/4)h

find V' og sæt den lig 0

find h af ligningen


Brugbart svar (0)

Svar #3
28. november 2009 af NN1 (Slettet)

Er der ikke en der kan regne den helt færdigt så man forstår det ordenligt ? plz


Brugbart svar (0)

Svar #4
28. november 2009 af mathon

        V '(θ) = 54π·sin(θ)·[2 - 3sin2(θ)] = 0  hvoraf maksimumvinklen beregnes
                                                               
ved brug af nul-reglen for 0 < θ < (π/2)
                                                               
i hvilket interval sin(θ)>0

hvoraf kun
        2 - 3sin2(θ) kan være lig med 0
hvorfor

       3sin2(θ) = 2
         sin2(θ) = (2/3)
        
          h = 2·r·cos(θ) = 2·3·√(1-sin2(θ)) = 2·3·√(1-(2/3)) = 2√(3)
 


Skriv et svar til: Optimering cylinder rumfang

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.