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问题: 体积问题

一个圆锥和一个圆柱,下底面在同一平面,它们有公共内切圆,记圆锥体积为V1,圆柱体积为V2,且V1=KV2,则Kmin=_____

解答:

一个圆锥和一个圆柱,下底面在同一平面,它们有公共内切圆,记圆锥体积为V1,圆柱体积为V2,且V1=KV2,则Kmin=_____

设球半径为r,圆锥轴截面底角为2θ(0<θ<45°)
--->圆锥底面半径R=r/tanθ,高h=rtan2θ
--->V1=(π/3)(r/tanθ)²(rtan2θ)=(πr³)(tan2θ/tan²θ)
  V2=πr²(2r)=2πr³
--->k=V1/V2= tan2θ/(2tan²θ)=1/[tanθ(1-tan²θ)]
      = √2/√[2tan²θ(1-tan²θ)(1-tan²θ)]
      ≥√2/√{[(2tan²θ)+(1-tan²θ)+(1-tan²θ)]/3}³
      = 3√3/2
即:K的最小值=3√3/2