Differenzialrechnung.
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Differenzialrechnung.
Grundfläche desselben der des Kegels
und kann mit Verminderung der Höhe
derselben immer näher gebracht werden,
aber der Inhalt des Cylinders wird immer
kleiner und sein Grenzwerth ist = 0.
Fig. 562.
Eben so wird der Inhalt des Cylinders
immerfort kleiner und verschwindet end
lich in eine gerade Linie wenn man die
obere Endfläche der Spitze des Kegels
immer näher bringt, deshalb eignet sich
die Aufgabe nicht zur Auffindung eines
Minimums.
Setzt man den Halbmesser des Kegels
= r, desen Höhe = A, den Halbmesser des
Cylinders = y, dessen Höhe — x, so ist
das gesuchte Maximum
M — 7iy' 2 X
Nun ist h:r = h
hieraus
also
x-.y
y = -^(h~x)
M — 71 ^-5 (Ä — x) 2 X
A 2
oder die constanten Factoren fortgelassen
M — (h — x) 2 x — №x — 2hx 2 -\- x 3
Oil/
also gr— = A 2 — 4hx -f- 3;r 2 = 0
o x
oder h (h — x) — ?jx (A — x) — 0
oder (A — x) (h — 3a?) = 0
Nun ist für h — x — 0; x = h, der Cy
linder wird = 0 und folglich mufs A — 3a; = 0
sein.
Man hat demnach für das Maximum
des Kubikinhalts
x = ih
und der Inhalt des Cylinders selbst
— ~n Ar 2
27
der Kegel hat den Inhalt
\ n hr 2 = ttkr 2
2 27
folglich verhalten sich beide Körper, der
Cylinder und der Kegel wie 4: 9
7. In einem graden Kegel einen Cy
linder zu zeichnen, der den gröfsten Man
tel hat.
Mit der beliebigen Abnahme der Höhe
des Cylinders nähert sich der Mantel
immer mehr dem Grenzwerthe =0, das
selbe geschieht mit der Zunahme der
Höhe des Cylinders bis zu deren Grenze
A, wo der Mantel ebenfalls = 0 wird. Es
mufs also einen Cylinder geben, dessen
Mantel den gröfsten Werth erhält. Bei
der vorigen Bezeichnung hat man das
Maximum
M = 27jy • x = 2n • — (h — x)x
und die constanten Factoren fortgelassen
M —(Ji—x)x — hx — x 2
, BM , a
also = h — 2x = 0
oi
woraus x — 'yh
der Mantel ist also
V
2n • — • tjA • \h — Anrh
8. In einen graden Kegel einen Cylin
der zu zeichnen, der den gröfsten Ge-
sammtumfang hat.
Mit der Zunahme der Höhe des Cylin
ders bis zur Höhe h des Kegels nimmt
die Gesammt-Oberfläche des Cylinders
immerfort ab, und wird mit der Höhe
h = 0. Mit der Abnahme der Höhe nähert
sich die Gesammtoberfläche immerfort
der doppelten Kegelgrundfläche. Ist nun
diese doppelte Grundfläche ein absolutes
Maximum für die Gesammtoberflächen
aller in den Kegel eingezeichneten Cy
linder, so gibt es für dieselben kein Ma
ximum. Mit Beibehaltung der vorigen
Bezeichnung ist das verlangte Maximum
M = 2ny • x -f- 2/7»/ 2 = 2/7 -jr (A — x) x -f 2n -j-? (A — x)* = 2n —|
2 7ip- [(r — h)x 2 — h (2r — h)x + r/t 2 ]
x)x — (h - .t) 2 J
(1)
folglich
woraus
BM
■ = 2n rj [2 (r - h) x - h (2r - A)] = 0
a x h,‘
h (2 r — h)
2 (r — A)
Nun ist
B 2 M r . r
öi 2 ~ 2tt ¥ x 2 (r ~ h) = (r ~ h)
Ist r > A so wird dies zweite D. posi-
20*