Câu hỏi:

28/12/2025 5 Lưu

(0,5 điểm) Người ta cần làm một cái bồn chứa dạng hình trụ có thể tích \[1000\]lít bằng inox để chứa nước, tính bán kính của hình trụ đó sao cho diện tích toàn phần của bồn chứa đó là nhỏ nhất

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Đổi  \[1000\] lít =  \[1\,\,\left( {{{\rm{m}}^{\rm{3}}}} \right)\]

Ta có thể tích của bể nước là

\[V = \pi {R^2}h = 1\]vậy \[h = \frac{1}{{\pi {R^2}}}\]

Khi đó diện tích toàn phần của hình trụ là  \[{S_{tp}} = 2\pi Rh + 2\pi {R^2}\]

Hay   \[{S_{tp}} = 2\pi R\frac{1}{{\pi {R^2}}} + 2\pi {R^2}\]

 \[{S_{tp}} = \frac{2}{R} + 2\pi {R^2}\left( {R > 0} \right)\]

Áp dụng bài toán phụ số 2: Với ba số không âm \(a;b;c\) thì \[a + b + c \ge 3\sqrt[3]{{abc}}\]

 ta có

   \[{S_{tp}} = \frac{2}{R} + 2\pi {R^2} = \frac{1}{R} + \frac{1}{R} + 2\pi {R^2}\]\[ \ge 3\sqrt[3]{{2\pi {R^2}\; \cdot \,\frac{1}{R}\; \cdot \,\frac{1}{R}}}\]\[ = 3\sqrt[3]{{2\pi }}\,\,\left( {{{\rm{m}}^{\rm{2}}}} \right)\]

Vậy diện tích toàn phần nhỏ nhất khi và chỉ khi \[R = \sqrt[3]{{\frac{1}{{2\pi }}}}\,\,\left( {\rm{m}} \right)\]

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

1)     Đổi \(50\) phút \( = \frac{5}{6}\) giờ

Gọi tốc độ của xe khách là \(x\,\left( {{\rm{km/h}}} \right)\) \(\left( {x > 0} \right)\)

Gọi tốc độ của xe du lịch là \(y\,\left( {{\rm{km/h}}} \right)\) \(\left( {y > 0} \right)\)

Vì tốc độ của xe du lịch lớn hơn tốc độ xe khách là \(20\,{\rm{km/h}}\) nên ta có phương trình:

\(y - x = 20\) \(\left( 1 \right)\)

Thời gian xe khách đi là \(\frac{{100}}{x}\,\left( {\rm{h}} \right)\).

Thời gian xe du lịch đi là \(\frac{{100}}{y}\,\left( {\rm{h}} \right)\).

Vì xe du lịch đến \(B\) trước xe khách \(50\) phút nên ta có phương trình: \(\frac{{100}}{y} + \frac{5}{6} = \frac{{100}}{x}\) \(\left( 2 \right)\)

Từ \(\left( 1 \right)\) và \(\left( 2 \right)\) ta có hệ phương trình:

\(\left\{ \begin{array}{l}y - x = 20\\\frac{{100}}{y} + \frac{5}{6} = \frac{{100}}{x}\end{array} \right.\)

Từ \(\left( 1 \right)\), suy ra \(y = 20 + x\).

Thế \(y = 20 + x\) vào \(\left( 2 \right)\) ta được:

\(\frac{{100}}{{20 + x}} + \frac{5}{6} = \frac{{100}}{x}\)

\(\frac{{100\,\,.\,\,6x}}{{6x\left( {20 + x} \right)}} + \frac{{5x\left( {20 + x} \right)}}{{6x\left( {20 + x} \right)}} = \frac{{100\,\,.\,\,6\left( {20 + x} \right)}}{{6x\left( {20 + x} \right)}}\)

\(600x + 100x + 5{x^2} = 12000 + 600x\)

\(5{x^2} + 100x - 12000 = 0\)

\({x^2} + 20x - 2400 = 0\)

\({x^2} + 60x - 40x - 2400 = 0\)

\(x\left( {x + 60} \right) - 40\left( {x + 60} \right) = 0\)

\(\left( {x + 60} \right)\left( {x - 40} \right) = 0\)

Ta có \(\left( {x + 60} \right)\left( {x - 40} \right) = 0\)

·     \(x + 60 = 0\), suy ra  \(x =  - 60\) (không thỏa mãn \(x > 0\))

·     \(x - 40 = 0\), suy ra \(x = 40\) (thỏa mãn \(x > 0\))

Thay \(x = 40\) vào \(\left( 1 \right)\) ta được \(y - 40 = 20\), suy ra \(y = 60\) (thỏa mãn \(y > 0\))

Vậy tốc độ của xe khách là \(40\,{\rm{km/h}}\), tốc độ của xe du lịch là \(60\,{\rm{km/h}}\).