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

$(1/x)^x$ ની મહત્તમ કિંમત શોધો.

અંતરાલ $[1,3]$ માં $2x^{3}-24x+107$ ની મહત્તમ કિંમત શોધો. તેમજ,અંતરાલ $[-3,-1]$ માં તે જ વિધેયની મહત્તમ કિંમત શોધો.

Difficult
View Solution

અંતરાલ $[-1, 1]$ પર $f(x) = \frac{x}{4 + x + x^2}$ ની મહત્તમ કિંમત શોધો.

જો $g(x) = 2f(2x^3 - 3x^2) + f(6x^2 - 4x^3 - 3)$,$\forall x \in R$ અને $f''(x) > 0$,$\forall x \in R$ હોય,તો $g'(x) > 0$ માટે $x$ કયા અંતરાલમાં હશે?

ધારો કે $P(x)$ એ $3$ ઘાતવાળી બહુપદી છે જેનું $x=1$ આગળ અંતિમ મૂલ્ય (extreme value) છે. જો $\lim _{x \rightarrow 0}\left(\frac{P(x)+4}{x^2}+2\right)=6$ હોય, તો $\left(\frac{d P}{d x}\right)_{x=\frac{1}{2}}=$

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