علوم وفضاء

مخروط بأكبر حجم: هل تشمل المساحة القاعدة؟

القمتان
المقارنة. [1][3][4]

تعريف المساحة يغير المخروط الأمثل. [3][4]

الخلاصة السريعة

حدد هل القاعدة مشمولة. [3][4]

  • مخروط دائري قائم غير منحل؛ r,h>0 منتهيان بالسنتيمتر: نصف القطر والارتفاع العمودي. الراسم ℓ=√(r²+h²)، والحجم V=πr²h/3 سم³. s=ℓ/r>1 بلا وحدة. نهمل السماكة. [1][2]
  • نثبت مساحة 0<A<∞ سم²؛ إما جانبيًا A=πrℓ دون القاعدة، أو كليًا A=πr(ℓ+r) مع قاعدة واحدة. الأبعاد حرة. [1][3]
  • ضع C=A³/(9π) بوحدة سم⁶. جانبيًا V²/C=f_L(s)=(s²−1)/s³؛ الفرق 2/(3√3)−f_L(s)=(s−√3)²(2s+√3)/(3√3s³)≥0، والمساواة فقط عند s=√3. [1][3][4]
  • كليًا V²/C=f_T(s)=(s−1)/(s+1)²؛ الفرق 1/8−f_T(s)=(s−3)²/(8(s+1)²)≥0، والمساواة فقط عند s=3. الفروقات تثبت الحدين العالميين؛ V>0 يجعل ترتيب مربعات الحجم مطابقًا لترتيبه. [1][3][4]
  • إذن h/r=√(s²−1)؛ الأمثل جانبيًا √2 وكليًا 2√2. بمثالنا A=12π سم²، (r,h,V) تقريبًا: جانبيًا (2.632,3.722,27.007)، وكليًا (1.732,4.899,15.391)؛ الأطوال سم والحجم سم³. [1][2][3][4]
  • بالمثال، المخروط الأمثل جانبيًا مساحته الكلية 12π+4π√3 سم²، فلا يحقق القيد الكلي 12π سم². [1][3]

النموذج

مخروط دائري قائم غير منحل؛ r,h>0 منتهيان بالسنتيمتر: نصف القطر والارتفاع العمودي. الراسم ℓ=√(r²+h²)، والحجم V=πr²h/3 سم³. s=ℓ/r>1 بلا وحدة. نهمل السماكة. [1][2]

قيد المساحة

نثبت مساحة 0<A<∞ سم²؛ إما جانبيًا A=πrℓ دون القاعدة، أو كليًا A=πr(ℓ+r) مع قاعدة واحدة. الأبعاد حرة. [1][3]

القيد الجانبي

ضع C=A³/(9π) بوحدة سم⁶. جانبيًا V²/C=f_L(s)=(s²−1)/s³؛ الفرق 2/(3√3)−f_L(s)=(s−√3)²(2s+√3)/(3√3s³)≥0، والمساواة فقط عند s=√3. [1][3][4]

القيد الكلي

كليًا V²/C=f_T(s)=(s−1)/(s+1)²؛ الفرق 1/8−f_T(s)=(s−3)²/(8(s+1)²)≥0، والمساواة فقط عند s=3. الفروقات تثبت الحدين العالميين؛ V>0 يجعل ترتيب مربعات الحجم مطابقًا لترتيبه. [1][3][4]

الأبعاد

إذن h/r=√(s²−1)؛ الأمثل جانبيًا √2 وكليًا 2√2. بمثالنا A=12π سم²، (r,h,V) تقريبًا: جانبيًا (2.632,3.722,27.007)، وكليًا (1.732,4.899,15.391)؛ الأطوال سم والحجم سم³. [1][2][3][4]

الأبعاد المثلى
أبعاد مؤلفة. [1][2][3][4]

اختلاف المخروطين

بالمثال، المخروط الأمثل جانبيًا مساحته الكلية 12π+4π√3 سم²، فلا يحقق القيد الكلي 12π سم². [1][3]

المراجع

  1. MathWorld: المخروط
  2. MathWorld: الراسم
  3. MathWorld: المساحة
  4. OpenStax: التحسين

حجم المخروط

أُعدّ هذا المقال بمساعدة الذكاء الاصطناعي، وخضع لمراجعة ذاتية بالأداة نفسها. لا يُنسب إلى مراجع بشري أو خبير مستقل. منهجية المحتوى.