Matemática, perguntado por ArcadiosZ, 10 meses atrás

Um cone com altura h está inscrito em outro cone maior com altura H, de forma que seu vértice esteja no centro da base do cone maior. Qual o valor de h para que o cone menor tenha volume máximo?

Escolha uma:
a. h=H/5
b. h=H/4
c. h=H
d. h=H/2
e. h=H/3

Soluções para a tarefa

Respondido por oliveiraconcursos
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Ao desenhar, percebe-se que onde o cone maior tem altura H e raio R  o  cone menor (interno) terá altura h e raio r. 

Calculando o volume do cone menor, temos:


V = r²π/3 . h 

O volume do cone em relação da altura h. Procurando r em função de h. 

Fazemos o cálculo de semelhança de triângulos: 

R / r = H / (H - r) ---> r = R(H - h) / H 

Já que o raio e a altura do cone maior são constantes, r está escrito em função de h. 

Substituindo na equação do volume: 

V(h) = R²(H - h)².πh / 3H² = π/3H² . (H²R²h - 2R²Hh² + R²h³) 

O cone interno tem volume máximo quando a primeira derivada de V(h) for nula. 

Sendo a derivada de V(h):

V`(h) = R²π/3H² .(3h² - 4Hh + H²) 

Buscamos V`(h) = 0 . Logo temos: 

R²π/3H² .(3h² - 4Hh + H²) = 0 ----> (3h² - 4Hh + H²) = 0 ---> h1 = H e h2 = H/3 

Resposta:


Sendo assim o valor h1 não é válido, pois se fosse assim teríamos uma reta, e não um cone. A altura do cone menor não pode se coincidir com a altura do cone maior. Logo o cone interno tem volume máximo quando h = H/3.

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