■直観幾何学研究会2024(その13)

 簡単な微積分法の問題,たとえば,最小の表面積の下で缶詰の容積を最大にする問題を考えよう.

 円の半径をr,円柱の高さをhとすると,表面積Sと容積Vはそれぞれ

  S=2πr^2+2πrh

  V=πr^2h

 hはrの関数であるから,消去すると

  S=2πr^2+2V/r

を最小にすればよい.

  S’=4πr−2V/r^2=0

  V=2πr^3=πr^2h

  h=2r

つまり,缶の高さが底面の円の直径2rに等しいとき,表面積は最小となる.

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P />上面+下面積:2πr^2

側面積 :4πr^2

である。

一般に、

角柱では蓋なし・蓋ありの場合、両者の比は1:2,1:4

角錐では蓋なし・蓋ありの場合、両者の比は1:√3,1:3

であるという。試みられたい。

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