题目内容

如图,半径为30cm的
1
4
圆形(O为圆心)铁皮上截取一块矩形材料OABC,其中点B在圆弧上,点A、C在两半径上,现将此矩形材料卷成一个以AB为母线的圆柱形罐子的侧面(不计剪裁和拼接损耗),设OB与矩形材料的边OA的夹角为θ,圆柱的体积为Vcm3
(1)求V关于θ的函数关系式;
(2)求圆柱形罐子体积V的最大值.
考点:基本不等式在最值问题中的应用,函数解析式的求解及常用方法,旋转体(圆柱、圆锥、圆台)
专题:应用题,不等式的解法及应用
分析:(1)求出圆柱底面半径,再求体积,即可求V关于θ的函数关系式;
(2)换元,利用基本不等式,即可求圆柱形罐子体积V的最大值.
解答: 解:(1)在Rt△OAB中,OA=30cosθ,AB=30sinθ
设圆柱底面半径为r,则30cosθ=2πr
即4π2r2=900cos2θ,
∴V=πr2•AB=
6750
π
cos2θsinθ.其中0<θ<90°.
(2)令sinθ=t(0<t<1),则cos2θsinθ=t(1-t2
∵t2(1-t22=
1
2
×2t2(1-t2)(1-t2)≤
1
2
×(
2
3
)3

当且仅当2t2=1-t2,即t=
3
3
时,圆柱形罐子体积V的最大值
1500
3
π
点评:熟练掌握圆柱的体积计算公式、利用基本不等式求最值等是解题的关键.
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