Uz pomoć vezanih ekstrema izračunajte maksimalni obujam stošca upisanog u kuglu polumjera
.
Rješenje.
Obujam stošca računamo s pomoću formule
,
gdje je
polumjer baze stošca, a
visina stošca.
Budući da je jednakokračni trokut osnovice
i visine
upisan u kružnicu polumjera
(slika 3.13),
vrijednosti
i
povezane su izrazom
.
Slika:
Proizvoljni stožac upisan u kuglu polumjera
- projekcija.
Pišimo
i
umjesto
i
. Želimo riješiti problem vezanog ekstrema
Pridružena Lagrangeova funkcija ([M2, poglavlje 3.12]) je
,
Nuždan uvjet ekstrema glasi
,
,
.
Iz druge jednadžbe slijedi
. Uvrstimo li taj izraz u prvu jednadžbu, dobijemo
,
odnosno
. Sada iz treće jednadžbe dobijemo
Zbog
je
i
.
Iz geometrijskih razloga jasno je da se radi o točki u kojoj funkcija
dostiže maksimum. Dakle, među svim
stošcima upisanim u kuglu polumjera
,
stožac s visinom
i polumjerom baze
ima najveći obujam,
.