સાબિત કરો કે મહત્તમ ઘનફળ અને આપેલી તિર્યક ઊંચાઈ ધરાવતા શંકુનો અર્ધ-શીર્ષકોણ $\tan ^{-1} \sqrt{2}$ છે.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(A) ધારો કે $\theta$ એ શંકુનો અર્ધ-શીર્ષકોણ છે.
સ્પષ્ટ છે કે $\theta \in [0, \frac{\pi}{2}]$.
ધારો કે $r$,$h$ અને $l$ એ અનુક્રમે શંકુની ત્રિજ્યા,ઊંચાઈ અને તિર્યક ઊંચાઈ છે.
શંકુની તિર્યક ઊંચાઈ $l$ અચળ આપેલ છે.
હવે,$r = l \sin \theta$ અને $h = l \cos \theta$.
શંકુનું ઘનફળ $(V) = \frac{1}{3} \pi r^2 h$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$r$ અને $h$ ની કિંમતો મૂકતા:
$V = \frac{1}{3} \pi (l^2 \sin^2 \theta)(l \cos \theta) = \frac{1}{3} \pi l^3 \sin^2 \theta \cos \theta$.
$\theta$ ની સાપેક્ષમાં $V$ નું વિકલન કરતા:
$\frac{dV}{d\theta} = \frac{\pi l^3}{3} [\sin^2 \theta(-\sin \theta) + \cos \theta(2 \sin \theta \cos \theta)]$
$= \frac{\pi l^3}{3} [-\sin^3 \theta + 2 \sin \theta \cos^2 \theta]$.
મહત્તમ કે ન્યૂનતમ ઘનફળ માટે,$\frac{dV}{d\theta} = 0$ લેતા:
$\sin^3 \theta = 2 \sin \theta \cos^2 \theta \Rightarrow \tan^2 \theta = 2 \Rightarrow \tan \theta = \sqrt{2} \Rightarrow \theta = \tan^{-1} \sqrt{2}$.
હવે,દ્વિતીય વિકલન ચકાસતા:
$\frac{d^2V}{d\theta^2} = \frac{\pi l^3}{3} [-3 \sin^2 \theta \cos \theta + 2 \cos^3 \theta - 4 \sin^2 \theta \cos \theta] = \frac{\pi l^3}{3} [2 \cos^3 \theta - 7 \sin^2 \theta \cos \theta]$.
$\tan \theta = \sqrt{2}$ હોવાથી $\sin^2 \theta = 2 \cos^2 \theta$ મૂકતા:
$\frac{d^2V}{d\theta^2} = \frac{\pi l^3}{3} [2 \cos^3 \theta - 7(2 \cos^2 \theta) \cos \theta] = \frac{\pi l^3}{3} [2 \cos^3 \theta - 14 \cos^3 \theta] = -4 \pi l^3 \cos^3 \theta$.
$\theta \in [0, \frac{\pi}{2}]$ હોવાથી,$\cos \theta > 0$,તેથી $\frac{d^2V}{d\theta^2} < 0$.
આમ,જ્યારે $\theta = \tan^{-1} \sqrt{2}$ હોય ત્યારે ઘનફળ મહત્તમ થાય છે.

Explore More

Similar Questions

$A(1,15), B(3,-12), C(6,12)$ એ એક સતત વક્ર $y=f(x)$ ના ત્રણ ક્રમિક વળાંક બિંદુઓ છે. જો $f(x)=0$ માત્ર $x=\alpha$ અને $x=\beta$ માટે હોય,તો $|\beta-\alpha| < $

નીચેની આકૃતિ અંતરાલ $[a, b]$ (જેમાં $0$ નો સમાવેશ થતો નથી) પર વિકલનીય વિધેય $y=f(x)$ નો આલેખ દર્શાવે છે. ધારો કે $g(x)=\frac{f(x)}{x}$. તો $y=g(x)$ નો શક્ય આલેખ નીચેનામાંથી કયો છે?

ધારો કે $S=(-1, \infty)$ અને $f: S \rightarrow R$ એ $f(x)=\int_{-1}^x (e^t-1)^{11}(2t-1)^5(t-2)^7(t-3)^{12}(2t-10)^{61} dt$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત છે. ધારો કે $p$ એ $x$ ની એવી કિંમતોના વર્ગોનો સરવાળો છે જ્યાં $f(x)$ એ $S$ પર સ્થાનિક મહત્તમ મૂલ્ય પ્રાપ્ત કરે છે,અને $q$ એ $x$ ની એવી કિંમતોનો સરવાળો છે જ્યાં $f(x)$ એ $S$ પર સ્થાનિક ન્યૂનતમ મૂલ્ય પ્રાપ્ત કરે છે. તો,$p^2+2q$ નું મૂલ્ય શોધો.

અંતરાલ $[0,1]$ માં વિધેય $f(x)=|2 x^{2}+3 x-2|+\sin x \cos x$ ની નિરપેક્ષ મહત્તમ અને નિરપેક્ષ ન્યૂનતમ કિંમતોનો સરવાળો કેટલો થાય?

$f(x) = x^{3} - 6x^{2} + 9x + 15$ દ્વારા આપવામાં આવેલા વિધેય માટે સ્થાનિક મહત્તમ અને સ્થાનિક ન્યૂનતમ મૂલ્યો શોધો.

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D exam papers from 7.5L+ questions in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo