本题导读
本题考查圆柱体在体积定值下用料最省(参考题)。核心在于由体积定值消去 ,用导数求驻点或用三元均值不等式求最小值。
📌【题干】
Question
(1977年云南卷) 某生产队要建造一个体积为 50 立方米的有盖圆柱形氨水池,问氨水池的高和底半径取多大时用料最省(即表面积最小)?
🔍【思路分析】
破题导航
体积 得 ;表面积 ,令 或三元均值不等式求最小值。
✅【答案】
Success
高 米、底半径 米(即高等于底面直径)时用料最省
✍【详细解析】
Abstract
【法一(导数)】体积 ,所以 。表面积 。,(因 )。令 得 ,,故 ,。此时 最小。【法二(均值不等式)】,当 ,即 时取等号,此时 。答:高取 米、底半径取 米,即高等于底面直径时用料最省。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:圆柱用料最省
核心方法:由体积定值消去 h,求 S(r) 驻点或用三元均值不等式
避坑指南:导数法注意 S″>0 保证极小值;均值法注意三项凑等号 2πr²=50/r。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:源于“最优化”问题,圆柱体在体积定值下求表面积最小,导数与不等式经典应用。
结论推广:“体积(或周长)定值求表面积最小”,最优解在“高=直径”等对称比例处取得。
方法推广:法一导数、法二三元均值不等式殊途同归,两种方法都要掌握。
🔗【关联脉络】
Multi column
