Zadanie 1

Dany jest walec o promieniu podstawy długości r i wysokości długości h

Naszkicujmy przekrój osiowy tego walca: 

Wiedząc, że obwód tego prostokąta ma długość 12 cm mamy:

   

Założenie:

 

więc

   

Wyznaczmy objętość tego walca jako funkcję zmiennej r. Mamy:

 


Wyznaczmy pochodną funkcji V. Mamy:

 

Wyznaczmy miejsce zerowe pochodnej. Mamy:

    

Tylko liczba r=2 [cm] należy do dziedziny badanej funkcji. 

Naszkicujmy przybliżony wykres pochodnej V'. Mamy: 

Zauważmy, że

 

oraz

 

Zatem

 

oraz

 

Zatem funkcja V osiąga maksimum w punkcie r=2 [cm]


Wyznaczmy długość wysokości. Mamy:

 

Odp. Objętość walca jest największa wtedy, gdy promień podstawy ma długość 2 cm i wysokość ma długość 2 cm


Zadanie 2

Dana jest puszka w kształcie walca o promieniu podstawy długości r i wysokości długości h

Objętość tego walca wynosi 1 l. Mamy stąd:

Założenie: 

czyli

    

Wyznaczmy pole powierzchni całkowitej tego walca jako funkcję zmiennej r. Mamy:

 


Wyznaczmy pochodną funkcji P. Mamy:

 

Wyznaczmy miejsce zerowe funkcji P'. Mamy:

      

Zauważmy, że

 

oraz

 

Zatem

 

oraz

 

Zatem pole powierzchni całkowitej walca jest najmniejsze dla

 


Wyznaczmy długość wysokości tego walca. Mamy: 

 


Zadanie 3

Dana jest blaszana puszka w kształcie walca o promieniu podstawy r i wysokości długości h

Niech c będzie ceną materiału, z którego wykonuje się powierzchnię boczną. 

Objętość tej puszki wynosi 0,4 dm2 = 400 cm3. Mamy stąd:  

  

Na wycięcie kół na obie podstawy trzeba przeznaczyć kwadratowe kawałki blachy. Bok takiego kwadratu ma długość 2r

Wyznaczmy koszt wykonania puszki jako funkcję zmiennej r. Mamy:

 

 


Wyznaczmy pochodną funkcji k. Mamy:

 

Wyznaczmy miejsce zerowe pochodnej. Mamy:

   

 

Zauważmy, że

 

oraz

 

Zatem

 

oraz

 

Więc koszt wykonania tej puszki jest najmniejszy dla 


Wyznaczmy długość wysokości tej puszki. Mamy: