Isabels sylinderformede bokser
Isabel er industridesigner. Hun arbeider med et design på bokser med form som sylindre.

Formelen for å regne ut volumet av en boks med radius \(r\) og høyde \(h\) er \(V = \pi \cdot r^2 \cdot h\)
Formelen for å regne ut arealet av overflaten av boksen er \(O = \pi \cdot r^2 + 2 \cdot \pi \cdot r \cdot h\)
Isabel lurer på hvor stor radius hun bør velge og hvor høye boksene må være, når hver boks skal ha
- et volum \(V\) på 450 cm³
- minst mulig overflate \(O\)
Isabel ser at når hun har gitt volum og radius, kan hun regne ut høyden ved å bruke formelen \(V = \pi \cdot r^2 \cdot h\)
- Lag en oversikt som vist nedenfor. Gjør beregninger og fyll inn verdiene som mangler.
Radius, \(r\) (cm) Høyde, \(h\) (cm) Overflate, \(O\) (cm²) Volum, \(V\) (cm³) 2 \(35{,}8\) \(462{,}6\) 450 4 450 6 450 8 450
Isabel ønsker å lage en modell som viser overflaten av ulike bokser hun kan lage ved å endre radius.
- Sett opp et funksjonsuttrykk Isabel kan bruke, og lag en grafisk framstilling som viser sammenhengen mellom radius og overflate.
- Hvor stor må radius i boksene være for at overflaten skal bli minst mulig? Hvor stor blir overflaten da?
a) Tabell:
| Radius, \(r\) (cm) | Høyde, \(h\) (cm) | Overflate, \(O\) (cm²) | Volum, \(V\) (cm³) |
|---|---|---|---|
| 2 | \(35{,}8\) | \(462{,}6\) | 450 |
| 4 | \(8{,}95\) | \(275{,}3\) | 450 |
| 6 | \(3{,}98\) | \(263{,}1\) | 450 |
| 8 | \(2{,}24\) | \(313{,}6\) | 450 |
b) \(O(r) = \pi r^2 + \dfrac{900}{r}\)
c) Radius \(r \approx 5{,}23 \, \mathrm{cm}\) gir minst mulig overflate \(O \approx 258 \, \mathrm{cm}^2\).
a
Oppgaven oppgir at \(V = 450 \, \mathrm{cm}^3\) og at \(V = \pi \cdot r^2 \cdot h\). Vi løser for høyden:
Vi bruker dette til å fylle inn tabellen for hvert valg av \(r\):
\(r = 4\):
\(r = 6\):
\(r = 8\):
Fullstendig tabell:
| Radius, \(r\) (cm) | Høyde, \(h\) (cm) | Overflate, \(O\) (cm²) | Volum, \(V\) (cm³) |
|---|---|---|---|
| 2 | \(35{,}8\) | \(462{,}6\) | 450 |
| 4 | \(8{,}95\) | \(275{,}3\) | 450 |
| 6 | \(3{,}98\) | \(263{,}1\) | 450 |
| 8 | \(2{,}24\) | \(313{,}6\) | 450 |
b
Vi setter uttrykket for \(h\) inn i formelen for overflaten:
Funksjonsuttrykket er:
Grafen nedenfor viser sammenhengen mellom radius \(r\) og overflaten \(O\). Bunnpunktet A er markert.

I GeoGebra brukes kommandoene:
O(r) = pi * r^2 + 900/r
Extremum(O, 1, 10)
c
Fra grafen leser vi av at bunnpunktet er ved \(A \approx (5{,}23;\; 258{,}02)\).
Radius \(r \approx 5{,}23 \, \mathrm{cm}\) gir minst mulig overflate \(O \approx 258 \, \mathrm{cm}^2\).