Ông An dự định làm một cái bể chứa nước hình trụ bằng inốc có nắp đậy với thể tích là m k m 3 ( k > 0 ) . Chi phí mỗi m 2 đáy là 600 nghìn đồng, mỗi m 2 nắp là 200 nghìn đồng và mỗi m 2 mặt bên là 400 nghìn đồng. Hỏi An cần chọn bán kính đáy của bể là bao nhiêu để chi phí làm bể là ít nhất? (Biết bề dày vỏ inốc không đáng kể)
A. k π 3
B. 2 π k 3
C. k 2 π 3
D. k 2 3
Đáp án C
Gọi r là bán kính đường tròn của hình trụ
Thể tích khối trụ là V = π r 2 h = 2 π ⇔ h = 2 r 2 với thể tích k = 2 π m 3
Chi phí để làm diện tích đáy hình trụ là T d = 6 S d = 6 π r 2 trăm nghìn đồng
Chi phí để làm diện tích nắp hình trụ là T n = 2 S n = 2 π r 2 trăm nghìn đồng
Chi phí để làm diện tích mặt bên hình trụ là T b = 4 S b = 8 π r h trăm nghìn đồng
Vậy tổng chi phí là:
T = 8 π r 2 + 8 π r h = 8 π r 2 + 2 r = 8 π r 2 + 1 r + 1 r
Áp dụng công thức Cosi, ta có:
r 2 + 1 r + 1 r ≥ 3 r 2 . 1 r . 1 r 3 = 3 ⇒ T ≥ 24 π ⇒ T min = 24 π
Dấu “=” xảy ra khi và chỉ khi:
r 2 = 1 r = k 2 π r ⇔ r = k 2 π 3
