长方体体积与表面积关系问题
实质上是均值不等式的应用
设长方体三条棱长度为a、b、c那么表面积S等于2(ab+ac+bc)
那么同样表面积的的正方体棱设为x,
补充资料算式平均值大于等于几何平均值大于等于调好平均值
当然,如果没有学到这些不等式,记住结论也行,或者给出具体例子,表表面积固定时,正方体体积是固定的,当长方体可以压得很偏,体积可以非常小。
这个问题对小学生来讲,可以通过反证法:
体积相等的长方体和正方体,哪个表面积大,用积木来演示:8个边长为1的小正方体,拼起来就是边长为2的正方体,体积为8,表面积是24,如果把这8个小正方体拼成1×2×4的长方体,体积不变,表面积是28。如果拼成1×1×8的长方体,表面积就是34。由此可以看出同样的体积,越接近正方体其表面积越小一些。
对中学生可用不等式来证明:
正方形与长方形表面积相等可表示为:6a²=2(ab+bc+ac)
正方体体积大于长方体体积:a³>abc 即a²>bc
上式带入:(ab+bc+ac)>3bc
ab+ac>2bc
a>(2bc)/(b+c)
满足这个不等式的正方体,体积大于长方体。
表面积相等的长方体和正方体的体积相比,正方体的体积更大。
如:表面积都是24平方米,正方体的体积是:24/6=4平方米,边长就是2,体积是2*2*2=8立方米
长方体的体积是:24/3=8平方米,长,宽,高分别是1,2,3,体积就是1*2*3=6立方米