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03 最大値·最小値の図形への応用
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右図のように,1辺の長さが2a(a>0) の正三角形
から、斜線を引いた四角形をきりとり, 底面が正三角
形のフタのない容器を作り,この容積をVとおく.
(1)容器の底面の正三角形の1辺の長さと容器
の高さをょで表せ
2のとりうる値の範囲を求めよ。
(3) Vをェで表し, Vの最大値とそのときのェの値を求めよ。
-2a
最大値,最小値の考え方を図形に応用するとき, 変数に範囲がつく
ことを忘れてはいけません. この設問では(2)ですが,考え方は「容
器ができるために必要な条件は?」です。
精講
解答
(1) 底面の1辺の長さは 2a-2.c, また,きりとられる
30%
30°
部分は右図のようになるので, 高さは
(2) 容器ができるとき 2a-2.z>0, >0 だから
0<xくa
範囲がつく
(3) V= (2(a-))'sin60°×-
V3
=ェ(r-a)-°-2ax'+α'x
V=(r-a)(3.r-a) より,
a
I
0
a
3
V'
0
0
:=のとき, 最大値
4a°
をとる。
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V
C
のポイント
図形の問題で,最大, 最小を考えるとき, 範囲に注意
底面の半径rと高さんがr+h=a (a>0) をみたす円すいの体
積をVとするとき, Vの最大値を求めよ。
演習問題 93
第6章