Một xưởng cơ khí nhận được một đơn đặt hàng là thiết kế một bồn đựng nước hình trụ có nắp đậy với dung tích là 20 lít . Để tốn ít nguyên liệu nhất thì chiều cao bồn nước sẽ có giá trị gần nhất là bao nhiêu?
A. 0,5 B. 0,6m C. 0,3m D. 0,4m
Đáp án:
$C$
Giải thích các bước giải:
Gọi bán kính bồn nước để tốn ít nguyên liệu nhất là: $r(m)$
Thể tích bồn: $V=\pi.r^2.h \Rightarrow r=\dfrac{V}{\pi r^2}=\dfrac{0,02}{\pi r^2}$
Diện tích toàn phần bồn nước:
$2\pi.r^2+2\pi.r.h\\ =2\pi.r^2+2\pi.r.\dfrac{0,02}{\pi r^2}\\ =2\pi r^2+\dfrac{0,04}{r}\\ =2\pi r^2+\dfrac{0,04}{2r}+\dfrac{0,04}{2r}\\ \ge 3\sqrt[3]{2\pi r^2.\dfrac{0,04}{2r}.\dfrac{0,04}{2r}}=3\sqrt[3]{\dfrac{\pi}{1250}}(Cauchy)$
Dấu “=” xảy ra $\Leftrightarrow 2\pi r^2=\dfrac{0,04}{2r}$
$\Leftrightarrow r=\sqrt[3]{\dfrac{1}{100\pi}}\\ \Rightarrow h \approx 0,294(m)\\ \Rightarrow C$