问题
解答题
有一直圆锥,另外有一与它同底同高的直圆柱,假设a是圆锥的全面积,a′是圆柱的全面积,试求圆锥的高与母线的比值.
答案
设圆锥的高为h,底面半径为R,母线长为L,
则
=a a′
=πR(R+L) 2πR(R+h)
,R+L 2(R+h)
∴2a(R+h)=a'(R+L).
由R=
,代入可得L2-h2
2a(
+h)=a′(L2-h2
+L),L2-h2
(2a-a')
=a'L-2ah.L2-h2
两边同除以L,可得
(2a-a')
=a′-2a1-(
)2h L
.h L
等式两边平方,
(4a2-4a′a+a′2)[1-(
)2]=a′2-4aa′•h L
+4a2(h L
)2,h L
(8a2-4aa′+a′2)(
)2-4aa′h L
+(4aa′+a′2)=0.h L
这个关于
的一元二次方程的判别式h L
△=(-4aa')2-4(8a2-4aa'+a'2)(4aa'+a'2)=16a(2a-a')3>0,
∴该一元二次方程有二个实根,此二实根即圆锥的高与母线的比:
=h L
=4aa′± 16a(2a-a′)3 2(8a2-4aa′+a′2) 4aa′±4(2a-a′) a(2a-a′) 2[4a2+(2a-a′)2]
=
.2aa′±2(2a-a′) a(2a-a′) 4a2+(2a-a′)2