Вокруг крючка с червяком в одной плоскости с ним по двум окружностям плавают карась и пескарь. В указанной плоскости введена прямоугольная система координат, в которой крючок (общий центр окружностей) находится в точке (0; 0). В начальный момент времени карась и пескарь находятся в точках и соответственно. Скорость карася в два с половиной раза больше скорости пескаря, оба двигаются по часовой стрелке. Определите координаты всех положений пескаря, при которых расстояние между рыбами будет кратчайшим.
Решение. Обозначим точки, в которых находятся карась и пескарь и соответственно, где и β — углы, которые образуют радиус-векторы точек M и N с положительным направлением оси абсцисс. Заметим, что угол между и равен \pi, и при этом где — углы, соответствующие начальным расположениям рыб.
Расстояние между карасём и пескарём будет наименьшим тогда, когда угол между векторами и равен нулю. Поскольку и — это радиусы окружностей, и то угловая скорость карася в 5 раза больше угловой скорости пескаря. Пусть к моменту совпадения направления векторов и пескарь продвинулся на угол по часовой стрелке. Тогда где Следовательно,
где
Различных точек будет четыре (при Для получаем Координаты положения пескаря найдём по формулам и Используя координаты точки находим
и
По формулам косинуса и синуса суммы углов получаем
Отсюда
Остальные точки получаются поворотом точки вокруг начала координат на на углы −π, и имеют, соответственно, координаты
Ответ:
Критерии проверки:Найдены рисунки обеих окружностей и соотношение между скоростями — 2 балла.
Составлено уравнение, из которого могут быть выражены искомые координаты — 1 балл.
Ответ: Аналоги к заданию № 813: 820 Все