[已知棱锥的体积为 。] 一个垂直高度为 m 的正棱锥,其底面是边长为 m 的正方形,体积为 。
- (i)
用 表示 。
- (ii)
证明该棱锥的表面积 由下式给出:
- (iii)
使用求导法求出使 取得驻值的 的值,精确到两位小数。
它不会直接告诉你答案,而是问你卡在哪一步看看 AI 是怎么陪你一步步弄懂这道题的
完整解法
4(i)
1. Set up the equation for the volume of the pyramid based on its given dimensions.
2. Solve the equation to make $h$ the subject.
4(ii)
1. Find the height $h$ in terms of $x$ (from part i)
2. Find the slant height of the triangular faces
Let the slant height be . Applying Pythagoras' theorem to the right-angled triangle formed by the vertical height and the apothem (half the base length):
3. Form the equation for the total surface area $S$
The total surface area consists of the square base and 4 identical triangular faces:
4. Factor out the expression to match the required form
Factor out from the terms inside the square root. Since for a length, :
4(iii)
1. Differentiate $S$ with respect to $x$ using the product and chain rules.
Expand the expression for slightly to facilitate differentiation:
Using the product rule on the second term:
2. Equate the derivative to zero and rearrange to isolate the radical term.
For a stationary value, :
Divide the entire equation by 8:
Multiply throughout by to eliminate the fraction and negative indices:
3. Square both sides to solve for $x$.
Square both sides of the equation:
Subtract from both sides:
Since represents half the side length of the pyramid's base, :
(correct to 2 d.p.)
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