сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

В цар­стве Кол­дов­ской Энер­гии на плос­кой рав­ни­не стоит за­кол­до­ван­ная транс­фор­ма­тор­ная будка: на­блю­да­те­лю, смот­ря­ще­му па­рал­лель­но земле, она видна толь­ко под углом 45°. В по­пе­реч­ном се­че­нии будка квад­рат­ная со сто­ро­ной L лок­тей. Опи­ши­те гео­мет­ри­че­ское место точек на рав­ни­не, из ко­то­рых будка видна, и опре­де­ли­те ми­ни­маль­ное и мак­си­маль­ное рас­сто­я­ние, с ко­то­ро­го видна за­кол­до­ван­ная будка. Углом, под ко­то­рым фи­гу­ра F видна из точки P, на­зы­ва­ет­ся наи­мень­ший угол с вер­ши­ной P, со­дер­жа­щий фи­гу­ру F. В дан­ном слу­чае этот угол рас­по­ло­жен в плос­ко­сти по­пе­реч­но­го се­че­ния будки.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Как из­вест­но, любой впи­сан­ный в окруж­ность угол вдвое мень­ше цен­траль­но­го угла, стя­ги­ва­ю­ще­го ту же дугу.

По­это­му про­из­воль­ной от­ре­зок AB будет виден под углом 45°, если вер­шин а этого угла Q_i рас­по­ло­же­на н а окруж­но­сти с цен­тром в вер­ши­не пря­мо­уголь­но­го рав­но­бед­рен­но­го тре­уголь­ни­ка O, ги­по­те­ну­за ко­то­ро­го сов­па­да­ет с за­дан­ным от­рез­ком AB (см. верх. рис).

При­ме­ним уста­нов­лен­ный факт для рас­смат­ри­ва­ния квад­ра­та. Ясно, что су­ще­ству­ют точки, из ко­то­рых будет видна толь­ко одна сто­ро­на квад­ра­та, и точки, из ко­то­рых будут видны две смеж­ные сто­ро­ны. Дру­гие си­ту­а­ции не­воз­мож­ны.

В пер­вом слу­чае в ка­че­стве от­рез­ка AB будет вы­сту­пать сто­ро­на квад­ра­та. Центр дуги окруж­но­сти, яв­ля­ю­щей­ся ис­ко­мым г. м. т., будет ле­жать в вер­ши­не (пря­мом угле) рав­но­бед­рен­но­го пря­мо­уголь­но­го тре­уголь­ни­ка, пост ро­ен­но­го на этой сто­ро­не (см. верх. рис.). Мак­си­маль­ное рас­сто­я­ние от этой дуги до сто­ро­ны квад­ра­та от ме­че­но на ри­сун­ке пунк­ти­ром. Оно равно

 O H плюс O F= дробь: чис­ли­тель: L, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: L, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1 плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби L.

Во вто­ром слу­чае в ка­че­стве от резка AB будет вы­сту­пать диа­го­наль квад­ра­та. Центр дуги окруж­но­сти, яв­ля­ю­щей­ся ис­ко­мым г. м. т., будет ле­жать в вер­ши­не ис­ход­но­го квад­ра­та, в ко­то­рой схо­дят­ся ви­ди­мые сто­ро­ны. Рас­сто­я­ние от любой точки этой дуги до вер­ши­ны квад­ра­та равно L. Это будет ми­ни­маль­ное из ис­ко­мых рас­сто­я­ний. Все вме­сте даст во­семь чет­верть окруж­но­стей, изоб­ражённых ниже.

 

Ответ: ис­ко­мые дуги окруж­но­стей изоб­ра­же­ны на нижем ри­сун­ке сплош­ной ли­ни­ей. Пунк­ти­ром от­ме­че­ны пря­мые, раз­де­ля­ю­щие во­семь зон  левая круг­лая скоб­ка \rho_\min =L, \rho_\max = дробь: чис­ли­тель: 1 плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби L пра­вая круг­лая скоб­ка .