立式圆柱形油罐体积求最佳径高比
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亲亲,很高兴为您解答哦,立式圆柱形油罐体积的直径与高度之比为 1:1.61 时,油罐的体积容量将达到最大。需要注意的是,这里的计算结果只是一种近似值,实际情况可能受到许多因素的影响,例如运输、安装、储存条件等,需要根据实际情况进行调整。
咨询记录 · 回答于2023-05-11
立式圆柱形油罐体积求最佳径高比
亲亲,很高兴为您解答哦,立式圆柱形油罐体积的直径与高度之比为 1:1.61 时,油罐的体积容量将达到最大。需要注意的是,这里的计算结果只是一种近似值,实际情况可能受到许多因素的影响,例如运输、安装、储存条件等,需要根据实际情况进行调整。
过程
用多元函数求偏导的方式
亲亲立式圆柱形油罐的体积公式为 V = πr^2h ,其中 r 为油罐半径,h 为油罐高度。为了方便计算,我们可以把油罐的体积公式改写为 V = (π/4)D^2h ,其中 D 为油罐直径,这里我们使用油罐的直径而不是半径作为计算参数,是因为直径更容易测量和控制,对于一个给定的油罐容积,我们可以通过变换径高比来求出最佳的油罐直径和高度,假设油罐容积为 V0,则:V0 = (π/4)D^2h解出 h,得到h = V0 / [(π/4)D^2],h = 4V0 / (πD^2)将 h 代入立式圆柱形油罐的体积公式中,得到:V = πr^2h = π(D/2)^2 * [4V0 / (πD^2)],V = V0 * 4/π,因此,最佳的径高比应为:D/h = (4V0/πV0)^⅓ = 1.61。
亲亲假设立式圆柱形油罐的高为h,半径为r,则油罐体积为V=πr²h。求最佳径高比即求使V最大的r和h之间的比值。可以将V看作关于r和h的多元函数,V(r,h)=πr²h。通过求V对r和h的偏导数找到临界值。偏导数的计算:∂V/∂r=2πrh,∂V/∂h=πr²令两个偏导数均为0,得r/h=2/1,即最佳径高比为2:1。
到底是多少?
1.61还是2比1
亲亲用多元函数求偏导的方式求出来最佳径高比为2:1哦。
应用多元极值理论研究钢油罐的最佳尺寸
课题
亲亲钢油罐的最佳尺寸可以通过多元极值理论进行研究,我们可以以钢油罐的表面积为目标函数,通过对尺寸参数进行求导,来确定使目标函数最小化的最佳参数取值,以下是基本步骤:确定目标函数和约束条件:钢油罐表面积是钢材的成本之一,因此我们可以以表面积为目标函数。对于钢油罐而言,约束条件可能包括容积、稳定性、基础建设和制造成本等。建立数学模型:假设钢油罐的形状为圆柱形,半径为 $r$,高度为 $h$。因此,表面积可以表示为:$S=2\pi rh+2\pi r^2$。假设容积为 $V$,则约束条件可以表示为:$\frac{\pi r^2h}{1000}=V$,其中$1000$是容积转换为立方米的比例因子。求解约束条件:将约束条件代入目标函数中,得到:$S=2\pi r\left(\frac{1000V}{\pi r^2}\right)+2\pi r^2=2000\frac{V}{r}+2\pi r^2$,将函数 $S$ 求导,得到:$\frac{\partial S}{\partial r}=-2000\frac{V}{r^2}+4\pi r$,求解极值:令 $\frac{\partial S}{\partial r}=0$,解得:$r=\sqrt[3]{\frac{500V}{\pi}}$。根据约束条件,我们得到 $h=\frac{2000V}{\pi\sqrt[3]{\frac{500V}{\pi}}^2}$。
亲亲以上即是应用多元极值理论研究钢油罐的最佳尺寸课题的方法。