Skorr

Volume tabung maksimum

Kalkulus Matematika · SMA hard

Sebuah bak air tanpa tutup berbentuk tabung. Jumlah luas selimut dan alas bak air adalah 28π m228\pi\ m^2. Volume akan maksimum, jika jari-jari alas sama dengan ....

  1. A
    137 m\tfrac13\sqrt7\ m
  2. B
    237 m\tfrac23\sqrt7\ m
  3. C
    437 m\tfrac43\sqrt7\ m
  4. D
    2321 m\tfrac23\sqrt{21}\ m
    ✓
  5. E
    4321 m\tfrac43\sqrt{21}\ m

Kunci jawaban

D

Penjelasan singkat

2πrh+πr2=28π⇒2rh+r2=282\pi rh+\pi r^2=28\pi \Rightarrow 2rh+r^2=28. V=π2(28r−r3)V=\tfrac{\pi}{2}(28r-r^3), V′=0⇒r2=283⇒r=2321V'=0 \Rightarrow r^2=\tfrac{28}{3} \Rightarrow r=\tfrac23\sqrt{21}.

(Jawaban dihitung & diverifikasi dengan Python/SymPy.)

Tabung tanpa tutup: luas selimut + alas =2πrh+πr2=28π⇒2rh+r2=28⇒h=28−r22r=2\pi rh+\pi r^2=28\pi \Rightarrow 2rh+r^2=28 \Rightarrow h=\dfrac{28-r^2}{2r}.

V=πr2h=πr2⋅28−r22r=π2(28r−r3)V=\pi r^2 h=\pi r^2\cdot\dfrac{28-r^2}{2r}=\dfrac{\pi}{2}(28r-r^3).

V′=π2(28−3r2)=0⇒r2=283⇒r=283=273=2321V'=\dfrac{\pi}{2}(28-3r^2)=0 \Rightarrow r^2=\dfrac{28}{3} \Rightarrow r=\sqrt{\tfrac{28}{3}}=\tfrac{2\sqrt7}{\sqrt3}=\tfrac23\sqrt{21} m → D. (Diverifikasi.)

Catatan: pada naskah asli satuan luas tertulis '28 m²'; agar hasil bebas π\pi dan cocok dengan opsi, luasnya diperlakukan sebagai 28π m228\pi\ m^2 (nilai π\pi tereliminasi).

⚡ Latihan Matematika SMA