The total surface area of a closed cylinder is
5000 cm2
find the dimensions of the cylinder that
maximize its volume and state this maximum
volume.
verify that it is a maximum point.

Respuesta :

The maximum volume of the cylinder is 27147.355 at the maximum point  [tex]r = \frac{50}{\sqrt{3} }[/tex] .

How do you find the maximum volume of the cylinder?

The formula for the volume of the cylinder v = [tex]\pi[/tex][tex]r^{2}[/tex]h, To find the maximum volume of the cylinder we apply the condition of maxima  [tex]\frac{\mathrm{d} v}{\mathrm{d} r}[/tex] = 0.

Let r cm be the radius and h cm be the height of the closed cylinder.

Then, Total surface area of the cylinder = [tex]2\pi r(r+h)[/tex]

                                                        [tex]5000[/tex] = [tex]2\pi r^{2} +2\pi rh[/tex]

                                                             [tex]h[/tex] =   [tex]\frac{5000-2\pi r^{2} }{2\pi rh}[/tex] .............(1)

Volume of the cylinder v = [tex]\pi r^{2} h[/tex]

Substitute the value of [tex]h[/tex] in the above equation

[tex]\Rightarrow[/tex]                                       = [tex]\pi r^{2}[/tex] × [tex]\left [ \frac{5000-2\pi r^{2}}{2\pi r} \right ][/tex]

[tex]\Rightarrow[/tex]                                      = [tex]\frac{r}{2}[/tex] ×  [tex](5000-2\pi r^{2} )[/tex]

[tex]\Rightarrow[/tex]                                    v = [tex]2500r-\pi r^{3}[/tex] ..............(2)

Now, for the maximum volume of the cylinder  [tex]\frac{\mathrm{d} v}{\mathrm{d} r}[/tex] = 0

[tex]\Rightarrow[/tex]                                                            [tex]\frac{\mathrm{d} (2500r-\pi r^{3})}{\mathrm{d} r} = 0[/tex]

[tex]\Rightarrow[/tex]                                                                      [tex]3\pi r^{2} = 2500[/tex]

[tex]\Rightarrow[/tex]                                                                          [tex]r^{2} = \frac{2500}{3\pi }[/tex]

[tex]\Rightarrow[/tex]                                                                          [tex]r = \frac{50}{\sqrt{3\pi } }[/tex]

Volume is maximum for  [tex]r = \frac{50}{\sqrt{3\pi } }[/tex]  

Then, v = [tex]2500r-\pi r^{3}[/tex]

[tex]\Rightarrow[/tex]              =  [tex]2500 \frac{50}{\sqrt{3\pi } } -\pi (\frac{50}{\sqrt{3\pi } } )^{3}[/tex]                              

[tex]\Rightarrow[/tex]             = [tex]\frac{125000}{\sqrt{3\pi } } - \frac{125000}{3\sqrt{3\pi } }[/tex]

[tex]\Rightarrow[/tex]             = [tex]\frac{125000}{\sqrt{3\pi } }[/tex]×[tex]\frac{2}{3}[/tex]

[tex]\Rightarrow[/tex]             = [tex]\frac{250000}{3\sqrt{3\pi } }[/tex]                                                              

[tex]\Rightarrow[/tex]          v = 27147.355

Hence, The maximum volume of the cylinder is 27147.355 at the maximum point  [tex]r = \frac{50}{\sqrt{3} }[/tex] .                                                

To learn more about total surface area and volume of the cylinder from the given link

https://brainly.com/question/16095729

#SPJ4                                                                                   

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