找到一个圆锥的斜高使其体积的平方根等于12π_第1页
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找到一个圆锥的斜高使其体积的平方根等于12π_第3页
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文档简介

找到一个圆锥的斜高,使其体积的平方根等于12π。问题描述现在,我们需要找到一个圆锥的斜高,使得其体积的平方根等于12π。那么该圆锥的底面半径是多少呢?解决方案设该圆锥的底面半径为$r$,高为$h$,斜高为$l$,则它的体积为$V=\frac{1}{3}\pir^2h$。根据勾股定理,我们可以得到$l^2=r^2+h^2$。因为$l$是圆锥的斜高,所以$l>h$,于是可以写出:$$\sqrt{\frac{V}{\pi}}=\sqrt{\frac{1}{3}r^2h}\leq\frac{1}{2}\sqrt{\frac{1}{2}(r^2+l^2)}=\frac{1}{2}\sqrt{\frac{1}{2}(r^2+h^2+l^2-h^2)}$$由于$l^2=r^2+h^2$,因此上式可以化为:$$\sqrt{\frac{V}{\pi}}\leq\sqrt{\frac{1}{2}(r^2+\frac{3}{2}l^2)}$$代入条件$\sqrt{\frac{V}{\pi}}=\sqrt{12\pi}=2\sqrt{3\pi}$,整理得:$$l^2\geq\frac{8}{3}r^2$$$$\frac{l}{r}\geq\frac{2\sqrt{2}}{\sqrt{3}}$$由于$r$和$l$都是正实数,所以有:$$\frac{h}{r}=\sqrt{\frac{l^2-r^2}{l^2}}\geq\sqrt{\frac{\frac{8}{3}r^2}{\frac{11}{3}r^2}}=\sqrt{\frac{8}{11}}$$因此,当$\frac{h}{r}=\sqrt{\frac{8}{11}}$时,圆锥的体积就是$V=\frac{1}{3}\pir^2h=12\pi$,同时,圆锥的斜高为$l=\sqrt{\frac{11}{3}}r$。因此,该圆锥的底面半径为:$$r=\frac{l}{\sqrt{\frac{11}{3}}}=\frac{\sqrt{33}}{3}$$结论当圆锥底面半径为$\frac{\sqrt{33}}{3}$,高

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