Во всем мире популярна игра в хоккей. Многое в игре зависит от вратаря. Для отработки навыков вратарей и обеспечения тренировочного процесса, который бы не зависел от других игроков, создали шайбомет. Автомат можно настроить так, чтобы он выбрасывал шайбы с заданной временной частотой, скоростью и под определенным углом. Линия ворот находится на расстоянии 25 м от центральной точки O хоккейной площадки. Пусть автомат установлен на расстоянии d = 16 м от точки O по направлению к воротам, скорость выброса шайбы равна V0 = 20 м/с. Броски производятся в плоскости, перпендикулярной поверхности льда и линии ворот. При этом для обеспечения безопасности траектория вылетающих шайб должна, с одной стороны, находиться не выше прямой линии, соединяющей центр ледовой площадки O с точкой, находящейся в плоскости полета шайб, в плоскости ворот, и на расстоянии одного метра от поверхности льда, а с другой стороны — должна пересекать плоскость ворот по нисходящей ветви траектории.
Определите максимально возможное значение тангенса угла, под которым могут вылетать шайбы из шайбомета, если траектория движения шайбы, рассматриваемой как материальная точка, в плоскости ее полета в системе координат с центром в O и осью абсцисс, направленной вдоль поверхности льда, описывается уравнениями:
Для упрощения вычислений считать, что ускорение свободного падения g = 10 м/с2.
Введем систему координат с центром в точке O. Ось абсцисс направим к линии ворот. Выразим время из первого уравнения системы и подставим во второе
Чтобы шайба была ниже условной линии для любого значения x, требуется выполнение условия или выполнение неравенства для любого Поскольку траектория вылетающих шайб должна пересекать плоскость ворот по нисходящей ветви траектории, то неравенство
должно выполняться для всех x.
Перепишем неравенство в более удобном виде и учтем, что выполнение этого неравенства возможно лишь при неположительном дискриминанте, то есть:
Выполним преобразования:
Вычислим дискриминант для четного коэффициента:
При d = 16 м, V0 = 20 м/с. Тогда:
Итого:
откуда
Ответ: