Câu hỏi 7

Đáp án đúng: 
Đáp án C
Câu hỏi: 

Khi sản xuất cái phễu hình nón (không có nắp) bằng nhôm, các nhà thiết kế luôn đạt mục tiêu sao cho chi phí nguyên liệu làm phểu ít nhất, tức là diện tích xung quanh của hình nón là nhỏ nhất. Hỏi nếu ta muốn sản xuất cái phễu có thể tích là \(2d{m^3}\) thì diện tích xung quanh của cái phễu sẽ có giá trị nhỏ nhất gần với giá trị nào sau đây nhất?

Phương pháp giải : 

- Gọi R, h, l lần lượt là bán kính đáy, chiều cao và độ dài đường sinh của cái phễu. Tính h và l theo R.

- Tính diện tích xung quanh của cái phễu: \({S_{xq}} = \pi Rl\).

- Sử dụng BĐT Cô-si: \(a + b + c \ge 3\sqrt[3]{{abc}}\,\,\left( {a,\,\,b,\,\,c \ge 0} \right)\) để tìm GTNN của diện tích xung quanh.

Lời giải chi tiết : 

Gọi R, h, l lần lượt là bán kính đáy, chiều cao và độ dài đường sinh của cái phễu.

Khi đó \(V = \dfrac{1}{3}\pi {R^2}h = 2 \Leftrightarrow h = \dfrac{6}{{\pi {R^2}}}\) và \(l = \sqrt {{h^2} + {R^2}}  = \sqrt {\dfrac{{36}}{{{\pi ^2}{R^4}}} + {R^2}} \).

Diện tích xung quanh của hình nón là \({S_{xq}} = \pi Rl = \pi R.\sqrt {\dfrac{{36}}{{{\pi ^2}{R^4}}} + {R^2}}  = \sqrt {\dfrac{{36}}{{{R^2}}} + {\pi ^2}{R^4}} \).

Ta có: \(\dfrac{{36}}{{{R^2}}} + {\pi ^2}{R^4} = \dfrac{{18}}{{{R^2}}} + \dfrac{{18}}{{{R^2}}} + {\pi ^2}{R^4} \ge 3\sqrt[3]{{\dfrac{{18}}{{{R^2}}}.\dfrac{{18}}{{{R^2}}}.{\pi ^2}{R^4}}} = 3\sqrt[3]{{{{\left( {18\pi } \right)}^2}}}\)  (BĐT Cô-si).

Dấu “=” xảy ra \( \Leftrightarrow \dfrac{{18}}{{{R^2}}} = {\pi ^2}{R^4} \Leftrightarrow R = \sqrt[6]{{\dfrac{{18}}{{{\pi ^2}}}}}\).

Vậy \(\min {S_{xq}} = \sqrt {3{{\sqrt[3]{{\left( {18\pi } \right)}}}^2}}  \approx 6,65\,\,\left( {d{m^2}} \right).\)  

Chọn C.

Đáp án A: 

\(6,85\,\,d{m^2}\)

Đáp án B: 

\(6,75\,\,d{m^2}\)

Đáp án C: 

\(6,65\,\,d{m^2}\)

Đáp án D: 

\(6,25\,\,d{m^2}\)


Bình luận