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,

a
a′
=
πR(R+L)
2πR(R+h)
=
R+L
2(R+h)

∴2a(R+h)=a'(R+L).

由R=

L2-h2
,代入可得

2a(

L2-h2
+h)=a′(
L2-h2
+L),

(2a-a')

L2-h2
=a'L-2ah.

两边同除以L,可得

(2a-a')

1-(
h
L
)
2
=a′-2a
h
L

等式两边平方,

(4a2-4a′a+a′2)[1-(

h
L
)2]=a′2-4aa′•
h
L
+4a2(
h
L
)2

(8a2-4aa′+a′2)(

h
L
)2-4aa′
h
L
+(4aa′+a′2)=0.

这个关于

h
L
的一元二次方程的判别式

△=(-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

问答题
单项选择题