Обозначим: R-радиус шара; r - радиус основания конуса;
- высота конуса, где x - расстояние от центра шара до основания конуса.
Используя очевидные соотношения, получим
;
;
,
где V- объем конуса.
Следовательно,
.
Экстремальные значения определяются из следующего выражения:
.
Решая квадратное уравнение, получим
,
т.е.
;
.
.
Пример 2. Среди всех круговых конусов с данной образующей l найти корпус с наибольшим объемом.
Решение
Целевая функция имеет вид
, где R – радиус основания конуса; h – высота конуса.
Учитывая соотношение:
, можно записать
.
На основании
:
.
Следовательно, конус с
и
будет иметь наибольший объем.
Пример 3. Определить размеры а, в и с параллелепипеда заданного объема V, который имел бы минимальную поверхность S.