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सिद्ध कीजिए कि अर्द्धशीर्ष कोण और ऊँचाई h के लम्ब वृत्तीय शंकु के अन्तर्गत अधिकतम आयतन के बेलन की ऊँचाई शंकु के ऊँचाई की एक-तिहाई है और बेलन का अधिकतम आयतन 427 = πh3 tan2 α है।

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Question

सिद्ध कीजिए कि अर्द्धशीर्ष कोण और ऊँचाई h के लम्ब वृत्तीय शंकु के अन्तर्गत अधिकतम आयतन के बेलन की ऊँचाई शंकु के ऊँचाई की एक-तिहाई है और बेलन का अधिकतम आयतन `4/27` = πh3 tan2 α है।

Sum
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Solution

माना VAB एक शंकु है।

शंकु की ऊँचाई = h

अर्द्धशीर्ष कोण = α

बेलन A'B'DC जो शंकु के अन्तर्गत बनाया गया है जिसकी त्रिज्या = x है।

OO' = बेलन की ऊँचाई = VO - VO'

= h - x cot α

V, बेलन का आयतन = πx2 (h - x cot α)

x के सापेक्ष अवकलन करने पर,

`(dV)/dx = 2 pi xh - 3 pix^2 cot alpha`

उच्चतम व निम्नतम के लिए, `(dV)/dx = 0`

⇒ 2πxh - 3πx2 cot α = 0

⇒ πx (2h - 3x cot α) = 0

⇒ 2h - 3 x cot α = 0

⇒  3x cot α = 2h

`therefore x = (2h)/3 tan alpha        ...[x ne 0]`

अब `(d^2 v)/(dx^2) = 2 pih - 6 pih cot alpha`

जब x = `(2h)/3 tan alpha`

`therefore (d^2V)/dx^2 = 2pih - 6pi (2h)/3 tan alpha cot alpha`

`= 2pih - 4pih`

`= pi(2h - 4h)`

`= - 2 pih < 0`

⇒ V अधिकतम है, जब x = `(2h)/3 tan alpha`

बेलन की ऊँचाई, OO' = VO - VO' = h - x cot α

`= h - ((2h)/3  tan alpha) cot alpha        ...[because x = (2h)/3 tan alpha]`

`= h - (2h)/3 = h/3`

`= 1/3` शंकु की ऊँचाई

बेलन का अधिकतम आयतन  = πx2 (h - x cot α)

`= pi - (2h/3 tan alpha)^2 * (h - (2h)/3)`

`= pi((2h)/3 tan alpha)^2 xx h/3`

`= 4/27 pih^3  tan^2  alpha`

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उच्चतम और निम्नतम - एक संवृत्त अंतराल में किसी फलन का उच्चतम और निम्नतम मान
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Chapter 6: अवकलज के अनुप्रयोग - विविध प्रश्नावली [Page 194]

APPEARS IN

NCERT Ganit Bhag 1 aur 2 [Hindi] Class 12
Chapter 6 अवकलज के अनुप्रयोग
विविध प्रश्नावली | Q 15. | Page 194

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निम्नलिखित दिए गए फलन के उच्चतम या निम्नतम मान, यदि कोई हो तो ज्ञात कीजिए:

f(x) = -(x - 1)2 + 10


निम्नलिखित दिए गए फलन के उच्चतम मान या निम्नतम मान, यदि कोई हो तो, ज्ञात कीजिए:

g(x) = - |x + 1| + 3


निम्नलिखित दिए गए फलन के उच्चतम मान या निम्नतम मान, यदि कोई हो तो, ज्ञात कीजिए:

h(x) = x + 1, x ∈ (-1,1)


निम्नलिखित फलन के स्थानीय उच्चतम या निम्नतम, यदि कोई हो तो ज्ञात कीजिए तथा स्थानीय उच्चतम या स्थानीय निम्नतम माने, जैसी स्थिति हो, भी ज्ञात कीजिए।

g(x) = x3 - 3x


निम्नलिखित फलन के स्थानीय उच्चतम या निम्नतम, यदि कोई हो तो ज्ञात कीजिए तथा स्थानीय उच्चतम या स्थानीय निम्नतम माने, जैसी स्थिति हो, भी ज्ञात कीजिए।

f(x) = sin x - cos x, 0 < x < 2π


निम्नलिखित फलन के स्थानीय उच्चतम या निम्नतम, यदि कोई हो तो ज्ञात कीजिए तथा स्थानीय उच्चतम या स्थानीय निम्नतम माने, जैसी स्थिति हो, भी ज्ञात कीजिए।

g(x) = `x/2 + 2/x, x > 0`


निम्नलिखित फलन के स्थानीय उच्चतम या निम्नतम, यदि कोई हो तो ज्ञात कीजिए तथा स्थानीय उच्चतम या स्थानीय निम्नतम माने, जैसी स्थिति हो, भी ज्ञात कीजिए।

g(x) `= 1/(x^2 + 2)`


निम्नलिखित फलन के स्थानीय उच्चतम या निम्नतम, यदि कोई हो तो ज्ञात कीजिए तथा स्थानीय उच्चतम या स्थानीय निम्नतम माने, जैसी स्थिति हो, भी ज्ञात कीजिए।

f(x) `= x sqrt(1 - x), 0 < x < 1`


सिद्ध कीजिए कि निम्नलिखित फलन को उच्चतम या निम्नतम मान नहीं है:

h(x) = x3 + x2 + x + 1


प्रदत्त अंतराल में निम्नलिखित फलन के निरपेक्ष उच्चतम मान और निरपेक्ष निम्नतम मान ज्ञात कीजिए।

f(x) = x3, x ∈ [-2, 2]


प्रदत्त अंतराल में निम्नलिखित फलन के निरपेक्ष उच्चतम मान और निरपेक्ष निम्नतम मान ज्ञात कीजिए।

f(x) = 4x `- 1/2 x^2, x in [-2, 9/2]`


प्रदत्त अंतराल में निम्नलिखित फलन के निरपेक्ष उच्चतम मान और निरपेक्ष निम्नतम मान ज्ञात कीजिए।

f(x) = (x - 1)2 + 3, x `in` [-3, 1]


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