回答于 2025-10-17
问题重述
一个圆柱,如果其高度增加2分米,那么它的表面积会增加25.12平方分米,同时体积会增加40%。请问原来的圆柱体积是多少立方分米?
解题步骤
1. 设定变量
设原圆柱的高为 ( h ) 分米,底面半径为 ( r ) 分米。
则:
- 原侧面积 = ( 2\pi r h )
- 新高度 = ( h + 2 )
- 新侧面积 = ( 2\pi r (h + 2) )
- 表面积增加量 = 新侧面积 − 原侧面积 = ( 2\pi r (h + 2) - 2\pi r h = 4\pi r )
根据题意,表面积增加了25.12平方分米,因此:
[ 4\pi r = 25.12 ]
取 (\pi \approx 3.14),代入得:
[ 4 \times 3.14 \times r = 25.12 ]
[ r = \frac{25.12}{4 \times 3.14} = 2 \text{ 分米} ]
2. 利用体积变化关系
原体积为 ( V_{\text{原}} = \pi r^2 h ),新体积为 ( V_{\text{新}} = \pi r^2 (h + 2) )。
题目说体积增加了40%,即:
[ V_{\text{新}} = V_{\text{原}} + 0.4 V_{\text{原}} = 1.4 V_{\text{原}} ]
代入表达式:
[ \pi r^2 (h + 2) = 1.4 \pi r^2 h ]
两边约去 (\pi r^2)((r > 0)):
[ h + 2 = 1.4 h ]
解得:
[ 2 = 0.4 h ]
[ h = 5 \text{ 分米} ]
3. 计算原体积
已知 ( r = 2 ) 分米,( h = 5 ) 分米,则原体积为:
[ V_{\text{原}} = \pi r^2 h = 3.14 \times 2^2 \times 5 = 3.14 \times 4 \times 5 = 62.8 \text{ 立方分米} ]
最终答案
原来的圆柱体积是 62.8 立方分米。