对一只圆柱形杯子倾斜问题的探讨

例题一只无盖的圆柱形杯子放在水平的桌面上.杯子的底面半径为1,高为4,杯子原来盛满了水.现让杯底一点A接触桌面,将杯子倾斜,倒出5/6的水,如图1,则其水面与桌面的距离等于______.(A)1(B)2~(1/2)(C)4/3(D)4/(17)~(1/2)分析设圆柱底面半径为R,底面积为S,高为h,则R=1,h=4.设弓形ABC的面积为     

智慧窗

1.巧算侧面积 如图所示,A是一节斜圆柱形的烟囱.它的一个底面与轴垂直,半径是R,另一个底面与轴斜交。如果烟囱的最短母线长为l1,最长母线长为l2,求这节烟囱的侧面积.     

特殊四面体的性质

三条棱两两互相垂直的四面体是一种特殊的几何体 ,它具有自己的一些独特性质 .本文介绍该特殊几何体中棱长与高的关系 ;侧面面积与底面面积的关系 ;侧面面积、底面面积以及侧面与底面的夹角之间的关系 ;棱与底面所成三个夹角之间的关系 ;给出该特殊几何体的外接球、内切球的半径公式 .四面体P ABC的三条棱PA ,PB ,PC两两互相垂直 .记PA =a ,PB =b ,PC =c.顶点P到平面ABC的距离为h .△PAB ,△PBC ,△PCA ,△ABC的面积分别为S1,S2 ,S3和S ,该特殊几何体具有如下性质 .性质 1　h- 2 =a- 2 +b- 2 +c- 2 .图 1　性质 1图证　如图 …     

球的有关问题

<正>球与多面体的切接问题,一种是内切,一种是外接.解题时要认真分析图形,明确切点与接点的位置,作出合适的截面图,在平面图形中进行研究,下面举例加以分析.例1已知球的半径为R,球内接一个正四棱柱,棱柱底面边长与高为何值时,它的侧面积最大?解图1为轴截面,令棱柱的高为h,底面边长为a,侧面积为S,     

绕圆台侧面一周最短路程计算的研究

1　问题的提出习题　已知圆台的母线长为 2 ,上、下底面半径分别为 1和 2 ,有一动点 P从下底面圆周上一点 A开始出发 ,绕圆台侧面一周再回到 A点 ,求动点 P经过的最短路程 .为了便于研究 ,把问题一般化 :“已知圆台的母线长为 l,上、下底面半径分别为 r′和r,有一动点 P从下底面圆周上一点 A开始出发 ,绕圆台侧面一周再回到 A点 ,求动点 P经过的最短路程 .”(如图 1 )2　解决方法这是求几何体表面两点间最短距离问题 ,考虑到圆台侧面可展开成平面图形 (一个扇环 ) ,因此 ,把空间问题化为平面问题来解决 ,只需求这个扇环上相应两点间的最…     

导数在生活中的应用3则

在日常生活中 ,人们常常会碰到这样一些问题 :图 1　例 1图在一定条件下 ,怎样使“用料最省”、“利润最大”、“成本最低”、“选址最佳”等等 ,这类问题一般都可以应用导数知识得到解决 .1　材料利用问题例 1　某车工欲将一半径为Ｒ的金属球切削成圆柱形零件 ,当零件高为多少时 ,材料利用率最高 ?分析　当圆柱体体积最大时 ,材料利用率最高 .因此 ,可根据题设条件找出圆柱体体积Ｖ与Ｒ ,ｈ之间的关系建模 ,利用导数研究函数极值 ,从而确定ｈ值 .解　设零件底面半径为ｒ ,高为ｈ ,则圆柱体体积为Ｖ =πｒ2 ｈ .由图 1可知 :ＡＥ·ＥＢ =Ｃ…     

台形容器注水问题的函数模型——函数y=a（x-h）^3＋k的一种应用

函数 y =a(x -h) 3 +k (a >0 )的图象可以看作是由函数 y =ax3 图象把对称中心移到O′(h ,k)而进行平移得到的 .所以 y =a(x -h) 3 +k (a >0 )的对称中心为 (h ,k) ;图象在 (-∞ ,+∞ )内单调上升 .在x≥h时 ,图象下凸 ;在x≤h时 ,图象上凸 .图 1如图 1.本文中 ,我们将建立棱台 (圆台 )形容器注水问题中注水量V关于水深h的函数关系式 .为此 ,将会用到以上的函数 y =a(x -h) 3+k (a >0 ) .例 1　如图 2棱台、图 3圆台形容器 ,上口面积S1,下底面积为S2 (S1>S2 ) ,高为H ,把棱台 (圆台 )的底面水平放置 ,往此容器内注水 ,如注水深度为h时注…     

走展开路线就一定“最短”吗?——对一道中考题的再思考

笔者最近对2008年中考青岛卷中的关于圆锥上两点之间“最短距离”的问题进行探究,并得到一些心得,与广大同仁们进行交流.1题目图1(2008青岛)如图1是一个用来盛爆米花的圆锥形纸杯,纸杯开口圆的直径EF长为10cm,母线OE(OF)长为10cm.在母线OF上的点A处有一块爆米花残渣,且AF=2cm,一只蚂蚁从杯口的点E处沿圆锥表面爬行到点A,则此蚂蚁爬行的最短距离为cm.解析把图1中侧面展开后如图2,可知A′E为蚂蚁爬行的最短距离.∵l=n1π80R(R为扇形半径),∴n=18010×π10π=180,∴∠A′OE=90°,∴A′E=OA′2+OE2=82+102=241.评析此题是无盖问题,把圆锥展开成平面图形,再由平面上“两点之间,线段最短”的原理,达到求解目的.图22提出问题假如本题中此圆锥是一个有盖的圆锥形的纸杯,那么蚂蚁爬行的最短距离是否仍为图2中A′E的长呢?我们从以下两条路线来考虑:走路线1:底面圆的直径EF+AF,(如图1).设这条路线的长为l1,则l1=10+2=12,路线2:侧面展开图的线段A′E,(如图2).设此路线的长度为l2,则l2=OA′2+OE2=241,∵l12-l22=122...     

用祖暅原理求椭球体积

文 [1 ]给出了证明球体积公式的又一参照体 ,读后很受启发 .笔者尝试构造椭球的两个参照体 ,分别利用祖日恒原理求椭球的体积 .预备知识1　若椭圆的长、短半轴长分别为a ,b ,则有 :S椭圆 =πab .下面利用面积射影公式S =S射影cosθ作简要证明 :图 1　圆柱如图 1 ,在底面半径为b的圆柱体中 ,作一倾斜角为arccos ba 的截面 ,那么 ,该截面是分别以a ,b为长、短半轴长的椭圆面 .它在圆柱底面上的射影恰好是底面 .由面积射影公式 ,可得 :S椭圆 =S底面cosθ=πb2ba=πab .2　从椭圆上任一点 (非短轴顶点 )引短轴的垂线段 .若垂足到中心的距离为l…     

椭圆面积公式S=πab的一种初等证法

椭圆的面积公式S=πab的证明,要用到微积分的知识,在这里,给出一种初等证法。高中《平面解析几何》上有这样的题(P126第23题):底面直径为12cm的圆柱被与底面成30°角的平面所截,截面为一椭圆。求该椭圆的方程。其图如右(图1),不难发现:椭圆的长半轴a、短半轴b与底面圆的半径r有如下关系: a·cosa=r b=r (a为椭圆面与底面成的角) “—一·—L_/ 由此,我们以椭圆x~2/a~2 y~2/b~2=1的短半轴b为底面圆半径,构造一个圆柱(高h足够大),然后用一个平面去截圆柱,当截面与底面成a角时,得到椭圆截面x~2/a~2     

直线与圆相切的判定

在直线与圆的位置关系中 ,相切关系很重要 .要掌握“切线证明”的思路和方法 ,首先要搞清切线的判定方法有哪些 ?切线的判定方法有 :①直线l与⊙O有且只有一个交点时 ,直线l与⊙O相切 .②圆心O到l的距离d =r ,则直线l与⊙O相切 .③经过半径外端并且垂直于半径的直线是圆的切线 .综合起来有两类 :(1)已知垂直 ,证半径或作垂线证半径 .(2 )已知半径 ,证垂直或连半径证垂直 .现分别举例说明 :第一类 :已知垂直 ,只需证半径 .如果所给直线不知过不过圆上某点 ,其证明方法是“作垂直 ,证半径” .例 1如图 ,在Rt△ABC中 ,∠B =90° ,∠A的平分…     

欧拉不等式的加强与数学通报第1744题简证

方超在《数学通报》2008年第7期问题解答栏第1744题提出如下问题:设h和l是由一个顶点引向对边的高线和角平分线,R和r分别是该三角形外接圆半径和内切圆半径,求证:h/l≥(2r/R)(1/2).(1)原解答似乎过于曲折,难以想到,不易掌握.熟知欧拉不等式R≥2r,因此,(2r/R)(1/2)≤1,但h/l≤1,所以仅用简单的传递性是不行的.而h/l可以用角     

楔形体积公式

底面是矩形,顶部为平行底面的一条线段,四个侧面中两个是梯形,两个是三角形,这样的多面体好像木工用的楔,故称此种几何体为楔形.对于任一楔形,有如下命题:若楔形的底面矩形的边长分别为a,b,顶部棱长为l,顶棱到底面的距离为h,则楔形的体积为V=16hb(2a+l).图1楔形证如图1,在楔形EF—ABCD中,底面边长AB=a,AD=b,顶棱EF=l,顶棱到底面ABCD的距离为h,通过割补法易得棱柱PDA-FCB,棱柱PDA-EMN.因为V棱柱PDA-FCB=12S矩形ABCD·h=12abh;而VE-PDA=13VPDA-EMN=13·12SAMND·h=16bh·(l-a),所以V楔形EF-ABCD=VPDA-FCB+VE-P…     

2007年普通高等学校招生全国统一考试(海南宁夏卷)

数学(理科)参考公式:样本数据x1,x2,…,xn的标准差S=1n[(x1-x)2 (x2-x)2 … (xn-x)2]其中x为样本平均数.柱体体积公式V=Sh其中S为底面面积,h为高.锥体体积公式V=31Sh,其中S为底面面积,h为高.球的表面积、体积公式S=4πR2,V=34πR3其中R为球的半径.第Ⅰ卷一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1·已知命题p∶x∈R,sinx≤1,则A·┒p∶x∈R,sinx≥1B·┒p∶x∈R,sinx≥1C·┒p∶x∈R,sinx>1D·┒p∶x∈R,sinx>12·已知平面向量a=(1,1),b=(1,-1)则向量12a-23b=A·(-2,-1)B·(-2,1)…     

与球相接切的问题例析

在平时经常会遇到与球有关的接、切问题.下面通过几道例题加以分析,希望给同学们以启发.一、通过选择一个截面。转化为平面图形来解决例1已知球的半径为R,在球内作一个内接圆柱,这个圆柱底面半径与高为何值时,它的侧面积最大?侧面积的最大值是多少?     

不可忽视的两个直觉错误

“直觉”就是领悟 ,就是洞察 .有学者认为 :直觉思维是一种直接反映对象、结构以及关系的心智活动 ,是以想象和判断迅速交替进行的一种思维 .在数学学习活动中 ,直觉思维对数学解题的作用是不言而喻的 ,尤其在客观题 (选择题、填空题 )的解题中 ,教师常常将它作为一种解题策略教给学生 .但由于其思维的不成熟、不全面性 ,加之缺少严密的逻辑推理而往往造成解题错误 .例 1　已知圆锥的母线长为l,底面圆的半径为R ,若通过圆锥顶点的截面积的最大值为 l22 ,则 Rl 应满足的关系是 (　　 )(A) Rl =22 .　　 (B) Rl ≤ 22 .(C) Rl >22 .　　 (…     

圆台侧面上最短距离问题的讨论

圆台的上下底面半径是 r′、r,AB是侧面母线 ,长为 l,求由 A点绕圆台侧面一周到 B点的最短距离 .现讨论如下 :如图 1,把圆台沿侧面母线剪开 ,得展开图扇环 ABB′A′,θ为圆心角 ,则θ =r - r′l .2π,由弧长公式得方程组　 (l SB)θ =2πr,SB .θ=2πr′,解得　 SB =lr′r - r     

圆台和圆锥的一组性质

本文介绍用圆台侧面积和底面积来表示圆台的母线、高、底面与母线所成的角、体积的一种方法,供读者参考.定理若圆台的侧面积为S1,较大底面积S2,较小底面为S3,圆台母线成较大底面所成的角为θ,高为h,母线为l,体积为V,则     

圆锥的轴截面是过顶点的最大截面吗?

去年某出版社出版的一本谈数学选择题的解法与训练的书中,在立体几何部份选入了两道有关过圆锥顶点最大截面的选择训练题: 一、圆锥的高为1,底面半径为3~(1/2),过圆锥顶点的截面面积的最大值是: (A)3~(1/2);(B)2;(C)2(3~(1/2));(D)3, 二、己知圆锥的母线长为l,底面半径为R,如果过圆锥顶点的截面面积最大值为l~2/2,那么有: (A)R/l=(2~(1/2))/2; (B)R/l≥(2~(1/2))/2; (C)R/l>(2~(1/2))/2; (D)R/l<(2~(1/2))/2。书中对这两题给出的答案都是(A)。在这里,可能是编者认定“在过圆锥顶点的所有截面中、圆锥的轴截面的面积最大”。并以这一命题为根据作出这样答案的。那么编者们认定的这个命题正确吗?下面我们将对此作一些分析,从而得出相应的结论。     

曲顶柱体的表面积

我们知道一个曲顶柱体,其体积V,曲顶面积S,底面面积分别为：这里假设底面是xoy平面上的有界闭区域D,侧面是U区域D的边界曲线L为准线而母线平行于Z轴的往面．曲顶面方程为且有阶连续偏导数,如图（一）．本文将讨论曲顶柱体表面积应该怎么求的问题．根据（2）、（3）,只要求出曲顶柱体的侧面积A,就能计算其表面积．为此,先给出一个侧面积月的计算公式,它为由（2）、（3）、（4）即知曲顶柱体的表面积为例1设有一个店面半径为R,高为H的圆柱,求其表面积．解这个面积我们是知道的,现在我们用公式（5）来求．建立如图所示坐标系,…