Κύλινδρος κοιμώμενος εντός κώνου

Σχετικά έγγραφα
ΜΕΛΕΤΗ ΒΑΣΙΚΩΝ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΩΝ

1 Arq thc Majhmatik c Epagwg c

I. ΜΙΓΑΔΙΚΟΙ ΑΡΙΘΜΟΙ. math-gr

2.3 ΜΕΤΡΟ ΜΙΓΑΔΙΚΟΥ ΑΡΙΘΜΟΥ

ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΩΝ. f3 x = και

7. Αν υψώσουμε και τα δύο μέλη μιας εξίσωσης στον κύβο (και γενικά σε οποιαδήποτε περιττή δύναμη), τότε προκύπτει

Μαθηματικά Θετικής Τεχνολογικής Κατεύθυνσης Β Λυκείου

Η Γεωμετρία της Αντιστροφής Η βασική θεωρία. Αντιστροφή

Μιγαδικοί Αριθμοί. Μαθηματικά Γ! Λυκείου Θετική και Τεχνολογική Κατεύθυνση. Υποδειγματικά λυμένες ασκήσεις Ασκήσεις προς λύση

ΚΥΠΡΙΑΚΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΗ ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΠΑΓΚΥΠΡΙΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 2017

ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΩΝ 33 η Ελληνική Μαθηματική Ολυμπιάδα "Ο Αρχιμήδης" 27 Φεβρουαρίου 2016

Αν ο κύκλος έχει κέντρο την αρχή των αξόνων Ο(0,0) τότε έχει εξίσωση της μορφής : x y και αντίστροφα. Ειδικότερα Ο κύκλος με κέντρο Ο(0,0)

ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΑΛΓΕΒΡΑ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4ο: ΟΛΟΚΛΗΡΩΤΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΝΟΤΗΤΑ 4: ΕΜΒΑΔΟΝ ΕΠΙΠΕΔΟΥ ΧΩΡΙΟΥ [Κεφ.3.7 Μέρος Β του σχολικού βιβλίου]. ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Για την κατανόηση της ύλης αυτής θα συμβουλευθείτε επίσης το: βοηθητικό υλικό που υπάρχει στη

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ - ΥΠΟΔΕΙΞΕΙΣ ΣΤΙΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ

ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑΔΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2019 Β ΦΑΣΗ

ΜΟΝΟΤΟΝΙΑ ΑΚΡΟΤΑΤΑ- ΣΥΝΟΛΟ ΤΙΜΩΝ ΚΟΙΛΟΤΗΤΑ ΣΗΜΕΙΑ ΚΑΜΠΗΣ. i) Για την εύρεση µονοτονίας µιας συνάρτησης υπολογίζω την f ( x )

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ 2013

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2013 ÁÍÅËÉÎÇ

Κωνικές τομές. Προκύπτουν σαν τομές ορθού κυκλικού κώνου με επίπεδο που δεν διέρχεται από την κορυφή του

ΑΛΓΕΒΡΑ B ΛΥΚΕΙΟΥ. Γενικής Παιδείας ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΛΥΣΕΙΣ ΣΧΟΛΙΚΟΥ ΒΙΒΛΙΟΥ

ΘΕΩΡΙΑ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ. Μια παράσταση που περιέχει πράξεις με μεταβλητές (γράμματα) και αριθμούς καλείται αλγεβρική, όπως για παράδειγμα η : 2x+3y-8

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΘΕΤΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΜΙΓΑΔΙΚΟΙ ΑΡΙΘΜΟΙ ΛΥΜΕΝΕΣ & ΑΛΥΤΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ. Επιμέλεια: Γ. Π. Βαξεβάνης (Γ. Π. Β.

Θεώρημα Βolzano. Κατηγορία 1 η Δίνεται η συνάρτηση:

Β ΛΥΚΕΙΟΥ. ΕΥΘΕΙΑ ΚΑΙ ΚΥΚΛΟΣ (εχθροί ή φίλοι;) c πάνω στην οποία κινείται το σημείο Μ. M x, y. x 2λ 1 και. 3 λ Υπάρχει λ ώστε.

Α. Η γραφική παράσταση της συνάρτησης 2. f(x) = α x 2 + β x + γ, α 0. f (x) x. Παράδειγμα. Περιοδικό ΕΥΚΛΕΙΔΗΣ Β Ε.Μ.Ε.

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ. ΜΕΡΟΣ 1ο ΑΛΓΕΒΡΑ

Μελέτη της συνάρτησης ψ = α χ 2

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΘΕΤΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΜΙΓΑΔΙΚΟΙ ΑΡΙΘΜΟΙ ΛΥΜΕΝΕΣ & ΑΛΥΤΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

π x = κπ + με κ. Στην παράγραφο αυτή θα ασχοληθούμε με συναρτήσεις οι οποίες έχουν 2

ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΥΤΕΡΑ 10 ΙΟΥΝΙΟΥ 2019 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΩΝ 33 η Ελληνική Μαθηματική Ολυμπιάδα "Ο Αρχιμήδης" 27 Φεβρουαρίου 2016

ΑΣΚΗΣΕΙΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ -- ΑΛΓΕΒΡΑ ΓΡΑΜΜΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

7.1 ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΚΑΣΤΕΛΛΑΝΩΝ ΜΕΣΗΣ ΑΛΓΕΒΡΑ

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ

3 ΚΩΝΙΚΕΣ ΤΟΜΕΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ

ΟΙ πιο πάνω έννοιες εκφράζουν όπως λέμε τη μονοτονία της συνάρτησης.

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΙΙ, ΣΕΜΦΕ (1/7/ 2013) y x + y.

g x είναι συνάρτηση 1 1 στο Ag = R αλλά δεν είναι γνησίως

Ο μαθητής που έχει μελετήσει το κεφάλαιο αυτό θα πρέπει να είναι σε θέση:

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΘΕΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ

Γ. Ν. Π Α Π Α Δ Α Κ Η Σ Μ Α Θ Η Μ Α Τ Ι Κ Ο Σ ( M S C ) ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ. ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ: Σπουδές στις Φυσικές Επιστήμες

Κεφάλαιο 4: Διαφορικός Λογισμός

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. 6.1 ΓΡΑΜΜΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ (Επαναλήψεις-Συμπληρώσεις)

ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΩΝ 29 η Ελληνική Μαθηματική Ολυμπιάδα "Ο Αρχιμήδης" 3 Μαρτίου 2012

Συμπεριφορά συναρτήσεως σε κλειστές φραγμένες περιοχές. (x 0, y 0, f(x 0, y 0 ) z = L(x, y)

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ - Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

Ορισμός Τετραγωνική ονομάζεται κάθε συνάρτηση της μορφής y = αx 2 + βx + γ με α 0.

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΗ ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ 2012

0x2 = 2. = = δηλαδή η f δεν. = 2. Άρα η συνάρτηση f δεν είναι συνεχής στο [0,3]. Συνεπώς δεν. x 2. lim f (x) = lim (2x 1) = 3 και x 2 x 2

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ. Από προηγούμενες τάξεις γνωρίζουμε ότι το τετράγωνο οποιουδήποτε πραγματικού αριθμού

Η συνάρτηση y = αχ 2. Βρέντζου Τίνα Φυσικός Μεταπτυχιακός τίτλος: «Σπουδές στην εκπαίδευση» ΜEd

Θέμα Α Α1. Θεωρία (απόδειξη), σελίδα 253 σχολικού βιβλίου. Έστω x1,

Φύλλο 2. Δράσεις με το λογισμικό Cabri-geometry 3D

βοήθεια ευθείας και κύκλου. Δεν ισχύει όμως το ίδιο για την παρεμβολή δύο μέσων αναλόγων η οποία απαιτεί τη χρησιμοποίηση διαφορετικών 2

1. Κατανομή πόρων σε συνθήκες στατικής αποτελεσματικότητας

Συναρτήσεις Θεωρία Ορισμοί - Παρατηρήσεις

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ο. Πίνακας διερεύνησης της εξίσωσης Εξίσωση: αx 2 +βx+γ=0 (α 0) (Ε) Έχει ΥΟ ρίζες άνισες που δίνονται από τους τύπους x 1,2 =

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3ο: ΔΙΑΦΟΡΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΝΟΤΗΤΑ 8: ΜΟΝΟΤΟΝΙΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ [Ενότητα Μονοτονία Συνάρτησης του κεφ.2.6 Μέρος Β του σχολικού βιβλίου].

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ 1ο Σετ Ασκήσεων (Λύσεις) Διανύσματα, Ευθείες Επίπεδα, Επιφάνειες 2ου βαθμού Επιμέλεια: Ι. Λυχναρόπουλος

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

Κυπριακή Μαθηματική Εταιρεία

Μελέτη και γραφική παράσταση συνάρτησης

x 2 + y 2 x y

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ. f (x) =, x 0, (1), x. lim f (x) = lim = +. x

2 η ΕΡΓΑΣΙΑ Παράδοση

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΗ ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ 2012

Ρητοί αριθμοί λέγονται οι αριθμοί που έχουν ή μπορούν να πάρουν τη μορφή

ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΓΕΝΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ. f ( x) 0 0 2x 0 x 0

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Θετικής & Τεχνολογικής Κατεύθυνσης Β ΜΕΡΟΣ (ΑΝΑΛΥΣΗ) ΚΕΦ 1 ο : Όριο Συνέχεια Συνάρτησης

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Β. 2x 1. είναι Τότε έχουμε: » τον χρησιμοποιούμε κυρίως σε θεωρητικές ασκήσεις.

Παραδείγµατα συναρτήσεων: f:[0,+ ) IR, f(x)=2+ x f:ir IR: f(x)=

Κάθε φορά, που νιώθουμε τρελή λαχτάρα να μιλήσουμε για ευθείες, φανταζόμαστε εξισώσεις της παρακάτω μορφής : y = αx + β

Για να εκφράσουμε τη διαδικασία αυτή, γράφουμε: :

ΗΡΑΚΛΕΙΤΟΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ ΜΕΣΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΗΡΑΚΛΕΙΤΟΣ ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Β') ΔΕΥΤΕΡΑ 28 ΜΑΪΟΥ 2012

ΜΙΓΑΔΙΚΟΙ ΑΡΙΘΜΟΙ ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ : ΑΥΓΕΡΙΝΟΣ ΒΑΣΙΛΗΣ

Μαθηματικά Θετικής και Τεχνολογικής Κατεύθυνσης Γ Λυκείου

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 6: Ακρότατα Συνάρτησης. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ - ΥΠΟ ΕΙΞΕΙΣ ΣΤΙΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. Λογισμός 3 Ασκήσεις. Μιχάλης Μαριάς Τμήμα Α.Π.Θ.

ΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΝΟΤΗΤΑ 10: ΕΥΡΕΣΗ ΤΟΠΙΚΩΝ ΑΚΡΟΤΑΤΩΝ

ΑΣΚΗΣΕΙΣ. x + 5= 6 (1) και. x = 1, οπότε η (2) γίνεται 1 5x + 1= 7 x = 1 ΘΕΜΑ Β. Άσκηση 1. Να βρείτε τον αριθμό x R όταν. Λύση.

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΚΛΕΙΣΤΟΥ ΤΥΠΟΥ

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ Ασκήσεις σχολικού βιβλίου σελίδας

ΜΕΡΟΣ Α. 1 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ

35 Χρήσιμες Προτάσεις με αποδείξεις Γ Λυκείου Μαθηματικά Κατεύθυνσης

1 ΘΕΩΡΙΑΣ...με απάντηση

Κ Ο Λ Λ Α Σ Α Ν Τ Ω Ν Η Σ

= lim. e 1. e 2. = lim. 2t 3

- ΟΡΙΟ - ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ ΕΝΟΤΗΤΑ 2: ΜΟΝΟΤΟΝΙΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ ΑΚΡΟΤΑΤΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

lim f(x) =, τότε f(x)<0 κοντά στο x Επιμέλεια : Ταμπούρης Αχιλλέας M.Sc. Mαθηματικός 1

g(x) =α x +β x +γ με α= 1> 0 και

Επομένως ο γεωμετρικός τόπος των εικόνων του z είναι η ευθεία (ε): x y 2.

Μάθηµα 8. , δέχεται εφαπτοµένη στο σηµείο της ( k, f ( k)), k D

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΚΑΙ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΣΠΟΥΔΩΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ & ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ. f (f )(x) x f (f )(x) x f (f )(x) (f ) (x)

Transcript:

Κύλινδρος κοιμώμενος εντός κώνου Γιώργος Μπαλόγλου gbaloglou@gmail.com 7 η Μαθηματική Εβδομάδα, 18- Μαρτίου 015, Θεσσαλονίκη Εισαγωγή Περίληψη: Υπολογίζεται ο μέγιστος όγκος οριζοντίου κυλίνδρου εγγεγραμμένου σε δοθέντα κατακόρυφο κώνο. Ο υπολογισμός του μεγίστου όγκου κυλίνδρου εγγεγραμμένου σε κώνο αποτελεί κλασικό πρόβλημα του Λογισμού και είναι αρκετά απλός: αν η ακτίνα βάσης και το ύψος του κώνου, και η ακτίνα βάσης του εγγεγραμμένου κυλίνδρου, τότε από όμοια τρίγωνα προκύπτει ότι το ύψος z του εγγεγραμμένου κυλίνδρου ισούται προς d (1 d ), οπότε d d V(d) (d ) και V' (d) d( ), άρα ο μέγιστος όγκος 4 ισούται προς V( ) (δηλαδή του όγκου του κώνου). 7 4 9 Το πρόβλημα γίνεται δραματικά δυσκολότερο αν ο κύλινδρος αντί να στέκεται κοιμάται μέσα στον κώνο, αν είναι δηλαδή εγγεγραμμένος σε οριζόντια αντί κατακόρυφη θέση. Είναι φανερό ότι έχει καίρια σημασία ο τρόπος με τον οποίο ο οριζόντιος κύλινδρος αγγίζει τον κατακόρυφο κώνο, η σχέση δηλαδή ανάμεσα στις βάσεις του κυλίνδρου και στην διατομή του κώνου κατά μήκος των βάσεων.

Ας υποθέσουμε λοιπόν ότι η βάση του κώνου κορυφής ( 0,0, ) στο επίπεδο είναι ο κύκλος x y, ενώ ο κύλινδρος έχει ως άξονα την ευθεία, (παράλληλη προς τον άξονα των ) και ως βάσεις κύκλους κέντρων, όπου. (Το μήκος του κυλίνδρου ισούται λοιπόν προς, ενώ η ακτίνα θα υπολογισθεί αργότερα). Τα επίπεδα y s των βάσεων του κυλίνδρου τέμνουν τον κώνο κατά την z 0 x 0 z d ( 0, s,d) s 0 s x s υπερβολή z (1 ), όπως εύκολα προκύπτει από όμοια τρίγωνα. Άμεσα προκύπτει το ερώτημα: πως σχετίζεται η υπερβολή (διατομή του κώνου) με τους κύκλους (βάσεις του κυλίνδρου), ποια δηλαδή η σχέση των x s z (1 ) και x (z d) d ; Με δεδομένο ότι υπερβολή και κύκλος οφείλουν να εφάπτονται, είναι λογικό όπως δείχνουν τα παρακάτω σχήματα αλλά και η διερεύνηση που ακολουθεί να υποθέσουμε ότι υπάρχουν δύο περιπτώσεις: μοναδικό (κεντρικό, x 0 ) σημείο επαφής ή δύο (συμμετρικά αλλήλων ως προς τον άξονα των z ) σημεία επαφής. d y 1, 1, 4, s 0, 8, d 0, 14

1,, s 0,8, d 0, 1, 0, 8, s 0, 1, d 0, 6 1,, s 0, 1, d 0, 614

Περίπτωση Ι: μικρή διατομή -- βάση με ένα κεντρικό σημείο επαφής s Στην περίπτωση αυτή ισχύει η d (1 ), ενώ το άνω ημικύκλιο του x (z d) d οφείλει να βρίσκεται, για d x d, κάτω από την x s s z (1 ). Αντικαθιστώντας την d (1 ) στην z dz x 0 και λύνοντας την δευτεροβάθμιο προκύπτει η ανισότητα s s (1 ) (1 ) 4x x s (1 s s x s (1 ) 4x ( ). ), ισοδύναμη προς την Ύστερα από δύο υψώσεις στο τετράγωνο καταλήγουμε στην ανισότητα ( ) x ( s)[( s) s]. Θέτοντας x 0 λαμβάνουμε την ανισότητα s s0, όπου s0. s Αντιστρόφως, αν s s0 τότε, θέτοντας d (1 ), έχουμε ένα και x s μοναδικό σημείο επαφής των x (z d) d και z (1 ), καθώς όλα τα βήματα είναι αντιστρεπτά. (Χρειάζεται προσοχή στο προτελευταίο αντίστροφο βήμα, καθώς αυτό, σε αντίθεση προς το

αντίστοιχο ευθύ, απαιτεί την ανισότητα s εύκολα από τις (λόγω s x s s, που προκύπτει s s (1 ) x (1.) s s 0) και ) Περίπτωση ΙΙ: μεγάλη διατομή -- βάση με δύο συμμετρικά σημεία επαφής Ο κύκλος και η υπερβολή έχουν δύο ακριβώς σημεία επαφής, της μορφής x,z ), αν και μόνον αν έχει μοναδική ως προς λύση το σύστημα ( 0 0 x s, z (1 ) x (z d) d, δηλαδή αν και μόνον αν έχει μοναδική λύση η εξίσωση ( )z ( d)z ( s ) 0, δηλαδή αν και μόνον αν ισχύει η ( )( s ) d. [Έλεγχος: για s 0 (που η διατομή είναι ισοσκελές τρίγωνο βάσης και ύψους ) ο παραπάνω τύπος δίνει d που είναι πράγματι η ακτίνα του εγγεγραμμένου κύκλου.] z

( d) Για την παραπάνω τιμή της ακτίνας η μοναδική ρίζα z0 s της δευτεροβαθμίου οφείλει να ικανοποιεί την z 0 (1 ), κάτι που ισχύει αν και μόνον αν s s0 (όπου, όπως στην Περίπτωση Ι, s 0 ). s Ας παρατηρηθεί εδώ ότι ισχύει στην Περίπτωση ΙΙ η d (1 ), ισοδύναμη προς την (( )s ) 0, που ισχύει ως ισότητα για s s 0 (όταν δηλαδή οι Ι και ΙΙ συμπίπτουν με d d ). Μεταβολή όγκου, Περίπτωση Ι (μικρή διατομή) Εκφράζοντας τον όγκο του εγγεγραμμένου κυλίνδρου μήκους και s ακτίνας d(s) (1 ) ως συνάρτηση του s λαμβάνουμε s V I (s) (1 ) s. s s s Θέτοντας f (s) (1 ) s παρατηρούμε ότι f ' (s) (1 )(1 ), επομένως η συνάρτηση όγκου V I (s) είναι αύξουσα για 0 s s1 και φθίνουσα για s 1 s, όπου s 1. s Μεταβολή όγκου, Περίπτωση ΙΙ (μεγάλη διατομή) Εκφράζοντας τον όγκο του εγγεγραμμένου κυλίνδρου μήκους ( )( s ) ακτίνας d(s) λαμβάνουμε s και

Θέτοντας VII (s) [ ( )( s )] s. g(s) [ ( )( s )] s παρατηρούμε ότι ( )( s g' (s) s επομένως η συνάρτηση όγκου s s V II (s ) 0) και και φθίνουσα για ) [( (s) V II s s s s ) 0 s s s ], είναι αύξουσα για και για, όπου s (με 4 5 6 5 4. 18( ) s (Ο παράγων s s, ενώ ο παράγων ( s )( s ( s ) s ) είναι θετικός αν και μόνον αν είναι προφανώς αρνητικός για s και αρνητικός αν και μόνον αν (ύψωση στο 4 τετράγωνο) 9( )(s ) (5 6 )(s ) 0 για s, δηλαδή αν και μόνον αν ο είναι μεγαλύτερος της μικρότερης ρίζας ( s ), καθώς ο s βρίσκεται ανάμεσα στις δύο ρίζες.) Μεγιστοποίηση όγκου μίξη των Ι και ΙΙ Η μελέτη της συνάρτησης όγκου στις Περιπτώσεις Ι και ΙΙ οδηγεί εύκολα στην υπολογισμό του μεγίστου όγκου του εγγεγραμμένου οριζοντίου κυλίνδρου, χρειάζεται όμως αρκετή προσοχή. Πιο συγκεκριμένα, απαιτείται η κατανόηση των σχέσεων ανάμεσα στα κρίσιμα σημεία s 0, s 1, s, s. Εύκολα διαπιστώνουμε ότι ισχύει πάντοτε η s0 s (άρα δεν θα παίξει ρόλο στην μεγιστοποίηση το s, καθώς αυτό αφορά μόνο την Περίπτωση ΙΙ

ενώ πέραν του s1 s s 0 είμαστε στην Περίπτωση Ι), ενώ τόσο η είναι ισοδύναμες προς την. s1 s 0 όσο και η Αρκετά δυσκολότερη είναι η ισοδυναμία της s s0 προς την Παρατηρούμε ότι η s s0 είναι ισοδύναμη προς την ανισότητα-κλειδί 6 4 4 6 0 44 11 1 ( ) 5 4 Η ανισότητα-κλειδί ισχύει τετριμμένα (με αρνητικό αριστερό σκέλος) για 6 4, όπου r 0 1, 6077 η θετική ρίζα της 1r 11r 44r 0 0, 0 r και είναι ισοδύναμη (ύψωση στο τετράγωνο) για 0 r. προς την 144 ( )( )( )( )( ) 0 : η ανισότητα αυτή ισχύει αν και μόνον αν, δηλαδή (και με δεδομένη την ) αν και μόνον αν και η s s 0 0 0 r r. Συμπεραίνουμε ότι η ανισότητα-κλειδί, άρα, είναι πράγματι ισοδύναμη προς την Ανακεφαλαιώνοντας προκύπτουν οι ισοδυναμίες s0 s s1 και s1 s s0. (Στην περίπτωση ισχύει η s0 s1 s.) Οι δύο δυνατές διατάξεις των κρισίμων σημείων διατομής στις οποίες καταλήξαμε οδηγούν, σύμφωνα με όσα προηγήθηκαν, σε δύο δυνατότητες μεταβολής και μεγιστοποίησης όγκου ως εξής: Πρώτη δυνατότητα:. Μεταβολή όγκου για Ο όγκος V (s) αυξάνεται για s s 0 s (Περίπτωση ΙΙ), συνεχίζει να αυξάνεται για s0 s s1 (Περίπτωση Ι) και μειώνεται για s s 1 s0

(Περίπτωση Ι και πάλι): συμπεραίνουμε ότι για ο μέγιστος όγκος ισούται προς V I (s1) d(s1) s1. 7 1 Μεταβολή όγκου για,,,, s 45 1 V(s) VII(s) ( 5 5s ) s για 0 s και 9 1 V(s) V I (s) (1 s) s για s 1 8 9 1 1 1 s 0 9 1 s 1 1, με Δεύτερη δυνατότητα: Μεταβολή όγκου για Ο όγκος αυξάνεται για s s s0 (Περίπτωση ΙΙ), μειώνεται για s s s0 (Περίπτωση ΙΙ και πάλι), και συνεχίζει να μειώνεται για s s 0 s1 (Περίπτωση Ι): συμπεραίνουμε ότι για ο μέγιστος όγκος ισούται προς V (s ) d(s ) s [ II 1 4 1 18 5 4 ] 5 4 6 5 18( ) 4.

[Έλεγχος: διατηρώντας την ακτίνα σταθερή και αυξάνοντας το ύψος απεριόριστα, οπότε ο κώνος τείνει να γίνει άπειρος κύλινδρος ακτίνας, ο 1 6 4 παραπάνω τύπος δίνει οριακό όγκο που είναι 18 18 πράγματι ο μέγιστος όγκος οριζοντίου κυλίνδρου εγγεγραμμένου σε κατακόρυφο κύλινδρο ακτίνας. (Αν το μήκος του κυλίνδρου τότε η ακτίνα του κυλίνδρου ισούται προς d V(s) d s ( s s ), κλπ)] s s, οπότε 1 1 Μεταβολή όγκου για 1,, s 0, s 1, s, με 5 V(s) VII (s) ( 1 5 5s ) s για 0 s και V(s) V I(s) (1 s) s για s 1 Συμπεράσματα Ο μέγιστος όγκος οριζοντίου κυλίνδρου εγγεγραμμένου σε κατακόρυφο κώνο ύψους και ακτίνας ισούται προς όταν και προς 7 1 [. όταν 4 1 18 5 4 ] 5 4 6 5 18( ) 4

Μεταβολή μεγίστου όγκου για 1, 0 και για 1, 0 Είναι φανερό ότι ο λόγος του όγκου του εγγεγραμμένου κυλίνδρου προς τον όγκο του δοθέντος κώνου τείνει προς το μηδέν καθώς ο λόγος r προς το άπειρο, αλλά δύσκολο να δειχθεί ότι μεγιστοποιείται όταν 6,4494, με αντίστοιχη μέγιστη τιμή 16 0, 41. 7 [Απαιτείται η μεγιστοποίηση, για r 1, της συνάρτησης 6 11r 5 4r 5 6r 5 4r Q(r) [ 1 ] r 18 18(1 r ) (Βεβαίως για r 1 ο ζητούμενος λόγος ισούται προς r 9.)]. τείνει Λόγος όγκου κυλίνδρου προς όγκο κώνου για 1 10

Ιστορικό Το πρόβλημα τέθηκε από τον γράφοντα στο [1], όπου η Μαργαρίτα Βαρελά κάλυψε μερικώς (Περίπτωση Ι) την περίπτωση : από όμοια τρίγωνα d προκύπτει η, οπότε V(d) (d ) και για s d (και ), με μέγιστο όγκο κυλίνδρου ίσο προς V( ). 7 d Αναφορά s V' (d) [1] Μπαλόγλου, Γ. (01) «Κύλινδρος κοιμώμενος εντός κώνου», ttp://www.matematica.gr/forum/viewtopic.pp?f=6&t=6715 0