сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

123
Алю­ми­ний54%7%47%
Мо­либ­ден8%3%3%
Титан36%56%26%

На за­во­де име­ют­ся в до­ста­точ­ном ко­ли­че­стве три спла­ва ти­та­на, алю­ми­ния и мо­либ­де­на. Все спла­вы с при­ме­ся­ми. Про­цент­ное со­дер­жа­ние ком­по­нен­тов в этих спла­вах при­ве­де­но в таб­ли­це. Из этих спла­вов не­об­хо­ди­мо при­го­то­вить новый сплав, в ко­то­ром алю­ми­ния долж­но быть не боль­ше 39%, а мо­либ­де­на  — не боль­ше 5%. Какое наи­боль­шее и какое наи­мень­шее со­дер­жа­ние ти­та­на (в про­цен­тах) может быть в этом спла­ве?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

За­ме­тим, что как бы ни из­го­тав­ли­ва­ли новый сплав, со­дер­жа­ние ти­та­на в нём будет не боль­ше мак­си­маль­но­го из со­дер­жа­ний титан а в име­ю­щих­ся спла­вах. По­это­му со­дер­жа­ние титан а в любом из­го­тов­лен­ном спла­ве будет не боль­ше 56%. С дру­гой сто­ро­ны, сплав 2 под­хо­дит под ус ловия на со­дер­жа­ние алю­ми­ния и мо­либ­де­на. Зна­чит, наи­боль­шее со­дер­жа­ние ти­та­на  — 56%.

Те­перь найдём наи­мень­шее со­дер­жа­ние титан а в таком спла­ве. За­ме­тим, что если при из­го­тов­ле­нии но­во­го спла­ва мы ис­поль­зо­ва­ли сплав 1, то можно его за­ме­нить на сплав 3: от этого со­дер­жа­ние алю­ми­ния, мо­либ­де­на и ти­та­на  — умень­шит­ся. По­это­му в спла­ве с наи­мень­шим со­дер­жа­ни­ем ти­та­на не участ­ву­ет сплав 1.

Сразу от­ме­тим, что тогда в таком спла­ве будет 3% мо­либ­де­на, т. е. он под­хо­дит под усло­вие на мо­либ­ден. В спла­ве 3 титан а мень­ше, чем в спла­ве 2 , но сплав 3 не под­хо­дит под усло­вие н а алю­ми­ний . По­нят­но, что чем мень­ше мы возьмём спла­ва 2, тем мень­ше будет ти­та­на в из­го­тов­лен­ном спла­ве. Возьмём ровно столь­ко, чтобы вы­пол­ни­лось усло­вие на алю­ми­ний: 7 x плюс 47 y=39 левая круг­лая скоб­ка x плюс y пра­вая круг­лая скоб­ка и (x и y  — масса спла­ва 2 и 3 со­от­вет­ствен­но), от­ку­да 32 x=8 y, т. е. можно взять 1 часть спла­ва 2 и 4 части спла­ва 3. Тогда со­дер­жа­ние ти­та­на в про­цен­тах будет

 дробь: чис­ли­тель: 56 умно­жить на 1 плюс 26 умно­жить на 4, зна­ме­на­тель: 1 плюс 4 конец дроби =32.

Ответ: 32 и 56.

 

При­ведём дру­гое ре­ше­ние.

Пусть взято x и y и 1 минус x минус y пер­во­го, вто­ро­го и тре­тье­го спла­ва со­от­вет­ствен­но, приче̄м x боль­ше или равно 0, y боль­ше или равно 0, 1 минус x минус y боль­ше или равно 0. Тогда усло­вия за­да­чи можно за­пи­сать так:

54 x плюс 7 y плюс 47 левая круг­лая скоб­ка 1 минус x минус y пра­вая круг­лая скоб­ка =7 x минус 40 y плюс 47 мень­ше или равно 39,

8 x плюс 3 y плюс 3 левая круг­лая скоб­ка 1 минус x минус y пра­вая круг­лая скоб­ка =5 x плюс 3 мень­ше или равно 5.

Изоб­ра­зим на ко­ор­ди­нат­ной плос­ко­сти об­ласть (см. рис.), удо­вле­тво­ря­ю­щую си­сте­ме не­ра­венств

 си­сте­ма вы­ра­же­ний 7 x минус 40 y плюс 8 мень­ше или равно 0,5 x минус 2 мень­ше или равно 0, x боль­ше или равно 0, y боль­ше или равно 0, x плюс y минус 1 мень­ше или равно 0 . конец си­сте­мы .

Про­цент­ное со­дер­жа­ние ти­та­на

36 x плюс 56 y плюс 26 левая круг­лая скоб­ка 1 минус x минус y пра­вая круг­лая скоб­ка =26 плюс 10 x плюс 30 y левая круг­лая скоб­ка * пра­вая круг­лая скоб­ка .

Легко ви­деть, что миним ум этого числа до­сти­га­ет­ся в точке A (там наи­мень­ший и x, и y ) и равен 26 плюс 30 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби =32. Кроме того, при любом фик­си­ро­ван­ном x мы можем уве­ли­чить y до того мо­мен­та, пока точка не попадёт на от резок CD. На от­рез­ке CD же нас ин­те­ре­су­ет точка с наи­боль­шим y (по­сколь­ку со­дер­жа­ние ти­та­на равно 26 плюс 10 левая круг­лая скоб­ка x плюс y пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 20 y=36 плюс 20 y пра­вая круг­лая скоб­ка , т. е. точка C. В ней со­дер­жа­ние ти­та­на равно 56 про­цен­тов.

 

Ком­мен­та­рий.

При дру­гом вы­бо­ре пе­ре­мен­ных (на­при­мер, x пер­во­го спла­ва, 1 минус x минус y вто­ро­го и y тре­тье­го) будут по­лу­чать­ся дру­гие функ­ции и дру­гие об­ла­сти. При этом ре­ше­ние может стать как чу ть проще, так и не­мно­го слож­нее. В ре­ше­нии выше спе­ци­аль­но вы­бран наи­бо­лее «без­дум­ный» путь.

 

Ком­мен­та­рий.

За­да­ча имеет от­но­ше­ние к теме «ли­ней­ное про­грам­ми­ро­ва­ния»: на­хож­де­ние экс­тре­му­мов на мно­же­ствах, за­да­ва­е­мы \quad си­сте­ма­ми ли­ней­ных у рав­не­ний и не­ра­венств. Не­слож­но по­ка­зать, что для ли­ней­ной функ­ции мак­си­му ми­ни­мум до­сти­га­ют­ся в одной из вер­шин мно­го­уголь­ни­ка мно­же­ства всех точек, для ко­то­рых вы­пол­ня­ют­ся усло­вия. Тогда за­да­ча ре­ша­ет­ся чисто ал­го­рит­ми­че­ски: до­ста­точ­но пост роить мно­го­уголь­ник, найти все его вер­ши­ны и в каж дой по­счи­тать зна­че­ние тре­бу­е­мой функ­ции (так устро­е­но вто­рое ре­ше­ние вы ше).

Для про­из­воль­ных кон­стант такая за­да­ча на­гру­же­на тех­ни­че­ски и для олим­пи­а­ды ско­рее не­удач­на. В пред­ло­жен­ных ва­ри­ан­тах числа по­до­бра­ны так, чтобы экс­тре­мум можно было найти не­слож­ны­ми рас­суж де­ни­я­ми (так устро­е­ние пер­вое ре­ше­ние выше), а не про­сто тех­ни­че­ски.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­нияБалл
Вер­ное ре­ше­ние без су­ще­ствен­ных не­до­че­тов+
В целом за­да­ча ре­ше­на, хотя и с не­до­че­та­ми+ −
За­да­ча не ре­ше­на, но есть за­мет­ное про­дви­же­ние− +
За­да­ча не ре­ше­на, за­мет­ных про­дви­же­ний нет
За­да­ча не ре­ша­лась0

Аналоги к заданию № 9057: 9067 Все