题目内容

【题目】将2张边长均为1分米的正方形纸片分别按甲、乙两种方式剪裁并废弃阴影部分.

(1)在图甲的方式下,剩余部分恰能完全覆盖某圆锥的表面,求该圆锥的母线长及底面半径;
(2)在图乙的方式下,剩余部分能完全覆盖一个长方体的表面,求长方体体积的最大值.

【答案】
(1)解:甲图对应的圆锥如图丙,圆锥母线为PA=L,圆锥底面圆半径为OA=r

则有L+r+ = 解得L= ,r=

∴该圆锥的母线长及底面半径分别为 分米、 分米


(2)解:图乙剩余部分覆盖的长方体如图丁所示,设其棱长为a,b,c

则2(a+b)=1,2b+c=1a= ,c=1﹣2b

长方体体积的V=abc=( )b(1﹣2b)= ,(0

令g(b)= ,(0 ),g′(b)=4b2﹣4b+ =(3b﹣ )(2b﹣1)

b 时,g′(b)>0,b 时,g′(b)<0

∴g(b)在(0, )递增,在( )递减,

∴当b= 时,长方体体积最大值,Vmax=( )× ×(1﹣2× )=


【解析】(1)设圆锥母线长为L,底面半径为r,则根据题意可知L+r+r=(正方形的对角线长),然后根据扇形弧长=底面圆的周长列出另一个关于L、r的方程,两方程联立即可求解;(2)设长方体棱长分别为a、b、c,然后根据题意将长方体体积V用b表示,构造函数g(b),利用导数讨论g(b)的单调性进而求出V的最大值.
【考点精析】利用旋转体(圆柱、圆锥、圆台)对题目进行判断即可得到答案,需要熟知常见的旋转体有:圆柱、圆锥、圆台、球.

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