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趣味小题征解

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若某圆锥含于一单位立方体,求该圆锥体积最大值。
楼主目前尚未有好的做法。
随意镇


IP属地:上海来自Android客户端1楼2024-05-25 19:40回复
    圆锥底面直径等于正方体棱长时最大?


    IP属地:山东来自iPhone客户端2楼2024-05-25 20:48
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      不懂诶,把圆柱塞进去除3呢


      IP属地:北京来自Android客户端3楼2024-05-25 21:34
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        说一些思路,但不一定非常严谨,楼主可以参考
        很容易想到正放最大底面半径1/2,高1
        现在尝试斜放,思路有这么几种
        第一

        很容易计算出正三角形内切圆半径是变成的√3/6≈0.289倍,这个三角形最边长√2,圆锥最大半径0.408,不到1/2,此时高也不到1,为√3/2=0.866,移动这个底面,发现地面你二次函数速度减小,高却是以一次函数形式增加,所以,体积不可能超过正放,次方案失败


        IP属地:上海4楼2024-05-26 14:05
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          第二

          截面是矩形,圆锥底面半径根据矩形的最短边决定
          如果截面恰好为正方形,可以计算此圆锥的高为√2-1/2<1,所以圆锥体积没有正放的大
          进一步设正方形短边长为x(x≤1),圆锥底面半径为x/2,高为√2-x/2,计算函数(x/2)^2*(√2-x/2),发现在x=1时已经为最大值,所以此方案失败


          IP属地:上海5楼2024-05-26 14:17
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            第三

            如图所示把底面翘起来一部分,简单计算发现可以使得底面积增大,但高减小
            如图所示设那个为x
            可以计算得圆锥底面半径为√(x^2+2)/√(x^2+4)*√2/2,底面积=k*(x^2+2)/(x^2+4),k是一个常数,在计算最值时无关紧要
            圆锥的高为√(x^2+2)/√2*(1-x/2)
            故此圆锥的体积为k*(x^2+2)^(3/2)*(1-x/2)/(x^2+4)
            它始终是一个减函数,故x=0时取最大值
            所以,综上所得,三种方案,都表面,平放体积最大
            只是暂时还没想到其它方案


            IP属地:上海6楼2024-05-26 14:34
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              地理问题,想不明白 能不能看看这个,不知道咋解


              IP属地:广西来自Android客户端8楼2024-05-26 18:52
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                1楼正解,由V=Sh出发考虑体积何时最大,可分成三类:S最大,h最大和S和h差不多大.其中S最大就是平放,h最大就是小吧说的情况一.只需要考虑在S<S平放的情况下找出h>棱长的摆放方法,这个很容易想到以立方的顶点为球心的八分之一球面之外的线,其中最大的圆锥就是h最大的情况,故此平放最大


                IP属地:河南来自Android客户端9楼2024-05-28 15:58
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                  圆锥高在立方体体对角线上?


                  IP属地:广东来自Android客户端10楼2024-05-28 17:30
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