Một cửa hàng nhận làm những chiếc xô bằng nhôm hình trụ không có nắp đủ chứa được10 lít nước. Hỏi bán kính đáy (đơn vị cm, làm tròn đến hàng phần chục) của chiếc xô bằng bao nhiêu để cửa hàng tốn ít nguyên vật liệu nhất
Suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiGọi x ( x > 0 ) là bán kính của chiếc xô. Khi đó \(V=\pi x^{2} h \Rightarrow h=\frac{V}{\pi x^{2}}\) .
Để tiết kiệm nguyên vật liệu thì diện tích toàn phần của chiếc xô phải bé nhất. Ta có: \(10 l=10 d m^{3}=10000 c m^{3}\)
Diện tích toàn phần của chiếc xô là: \(S(x)=\pi x^{2}+2 \pi x h=\pi x^{2}+2 \pi x \frac{V}{\pi x^{2}}=\pi x^{2}+2 \frac{10000}{x}=\pi x^{2}+\frac{20000}{x}\)
\(\begin{array}{l} S^{\prime}(x)=2 \pi x-\frac{20000}{x^{2}}=\frac{2 \pi x^{3}-20000}{x^{2}} \\ S^{\prime}(x)=0 \Leftrightarrow 2 \pi x^{3}-20000=0 \Leftrightarrow x^{3}=\frac{10000}{\pi} \Leftrightarrow x=10 \sqrt[3]{\frac{10}{\pi}} \end{array}\)
Bảng biến thiên
Ta thấy diện tích toàn phần chiếc xô nhỏ nhất khi bán kính đáy xô là \(x=10 \sqrt[3]{\frac{10}{\pi}} \approx 14,7(\mathrm{cm})\)