Cilindro
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Em Geometria, um cilindro é o objeto tridimensional[1] delimitado pela superfície de translação completa de um segmento de reta que se move paralelamente a si mesmo, e se apoia em uma circunferência. De maneira mais prática, o cilindro é um corpo alongado e de aparência redonda, com o mesmo diâmetro ao longo de todo o comprimento. Ao considerar-se um prisma de base regular, e fazer o número de lados/vértices da base tender ao infinito, o prisma tenderá a um cilindro.
![](http://178.128.105.246/content-http-upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/ec/Blue-cylinder.png/220px-Blue-cylinder.png)
Elementos
editarOs elementos do cilindro são[2]
- Duas bases: são dois círculos congruentes e paralelos.
- Geratrizes: segmentos congruentes e paralelos entre os pontos da circunferência de uma base e os pontos correspondentes na outra base.
- Altura: distância entre os planos das bases.
Classificação
editarOs cilindros podem ser divididos em duas categorias, referentes ao ângulo entre a sua altura e o plano da base:
- Reto: se as geratrizes são perpendiculares aos planos das bases;
- Oblíquo: se as geratrizes são oblíquas (não-perpendiculares) aos planos das bases.
E, referente à relação entre a altura e o raio da base, apenas uma categoria relevante de classificação:
Área e volume
editarCilindro reto
editarPara um cilindro reto de raio e altura ,
- O volume é:
- A área da base circular é igual à área de um círculo, , e a área lateral é
- A área total de sua superfície é , ou seja:
Otimização
editarÁrea mínima
editarDado um volume fixo, pode-se descobrir qual a razão entre a altura e o raio de um cilindro reto para que a área seja mínima. Calcular a área mínima é útil em problemas de otimização de custo de produção, que deve ser diretamente proporcional à área.
Seja um cilindro reto de raio , altura e volume fixo . A condição para que a área seja mínima é .[3]
Inicialmente, o volume é dado por: Em seguida, a área em função de e é:
Perceba que a função vai para o infinito positivo tanto quando o valor de vai para quanto para . Logo, deve possuir um valor mínimo. O valor mínimo da função será um ponto crítico, quando a derivada for nula:
Igualando a equação volume-raio da área mínima com a equação inicial de volume: Logo, Portanto, o cilindro reto de menor área dado um volume fixo é o cilindro equilátero, em que a altura é igual ao diâmetro da base. Tal otimização também é equivalente a maximizar o volume, dada uma área fixa.
Ver também
editarReferências
- ↑ Carlos Alberto Campagner. «Cilindro, cone e esfera». UOL - Educação. Consultado em 9 de julho de 2013
- ↑ a b Dolce, Osvaldo; Pompeo (2013). Fundamentos de Matemática Elementar - Geometria Espacial. 10. [S.l.]: Atual Editora. pp. 215–221. ISBN 978-8535717587
- ↑ Cardia, Lynk (Novembro de 2014). Uma abordagem do ensino de geometria espacial (PDF) (Dissertação de Mestrado). p. 69. Consultado em 18 de Junho de 2020
Ligações externas
editar- Venturi, Jacir J. (2003). Cônicas e Quádricas (PDF) 5 ed. Curitiba: Unificado. 246 páginas. ISBN 8585132485