Форум умных людей

Задачи и головоломки => Математические задачи => Тема начата: Redirect от Январь 12, 2010, 14:13:18



Название: Бревно и канал
Отправлено: Redirect от Январь 12, 2010, 14:13:18
http://nazva.net/forum/index.php/topic,2433.0.html похожая задача была, но ответа не дали

Смысл этой задачи в том, чтобы доказать, какой наибольшей длины должно быть бревно, чтобы проплыть через канал, и даны длины a и b

Может кто ?


Название: Re: Бревно и канал
Отправлено: possward от Январь 12, 2010, 16:11:54
Пользуемся рисунком по ссылке.
По сути нужно найти минимальную гипотенузу (длину бревна). Значит задача на экстремум. Ход решения такой.
Длина бревна будет равна
L = a/sin(x) + b/cos(x), где x - угол, который на рисунке обозначен как тетта.
Далее находим производную и приравниваем ее к нулю. Находим x. У меня получилось x = arctg(корень третей степени из a/b). Подставляем результат в формулу для L.
Для проверки: Для a=b=1, получаем угол = 45 град, откуда L=2sqrt(2). Вроде правильно.


Название: Re: Бревно и канал
Отправлено: Redirect от Январь 12, 2010, 17:23:03
Пользуемся рисунком по ссылке.
По сути нужно найти минимальную гипотенузу (длину бревна). Значит задача на экстремум. Ход решения такой.
Длина бревна будет равна
L = a/sin(x) + b/cos(x), где x - угол, который на рисунке обозначен как тетта.
Далее находим производную и приравниваем ее к нулю. Находим x. У меня получилось x = arctg(корень третей степени из a/b). Подставляем результат в формулу для L.
Для проверки: Для a=b=1, получаем угол = 45 град, откуда L=2sqrt(2). Вроде правильно.

Ответ 2 корня из 2 ?


Название: Re: Бревно и канал
Отправлено: Rostislav от Январь 12, 2010, 17:33:16
Redirect

Цитировать
2sqrt(2)


Это и есть 2 корня из двух! ;)

sqrt - так в программках обозначают квадратный корень ;)


Название: Re: Бревно и канал
Отправлено: Redirect от Январь 12, 2010, 17:37:20
Redirect

Цитировать
2sqrt(2)


Это и есть 2 корня из двух! ;)

sqrt - так в программках обозначают квадратный корень ;)

Я знаю, как никак 3 года опыта в программировании )))

Длину бревна надо выразить через a и b...


Название: Re: Бревно и канал
Отправлено: Rostislav от Январь 12, 2010, 17:44:34
Цитировать
L = a/sin(x) + b/cos(x)
 x = arctg(корень третей степени из a/b).
Подставляем результат в формулу для L.

Вроде вот ответ!  :)

Хотя possward придет и сам все напишет, хотя вроде решение верно!  :-\


Название: Re: Бревно и канал
Отправлено: possward от Январь 12, 2010, 19:27:39
Ответ такой:
L = a/sin(x) + b/cos(x), где x = arctg(корень третей степени из a/b).
А 2 корня из 2 - это просто проверка для примера, когда a=b=1, которая вроде как показывает, что решение правильное.


Название: Re: Бревно и канал
Отправлено: Redirect от Январь 12, 2010, 21:13:06

По сути нужно найти минимальную гипотенузу (длину бревна). Значит задача на экстремум. Ход решения такой.
Длина бревна будет равна
L = a/sin(x) + b/cos(x), где x - угол, который на рисунке обозначен как тетта.


Откуда это можно расписать ?


Название: Re: Бревно и канал
Отправлено: possward от Январь 12, 2010, 22:08:48
(http://img442.imageshack.us/img442/9614/55993854.jpg)
L = AE + EB, где
AE = DE/sin(x) = a/sin(x)
EB = EF/cos(x) = b/cos(x)
Следовательно,
L = a/sin(x) + b/cos(x)


Название: Re: Бревно и канал
Отправлено: sek140675 от Январь 12, 2010, 22:36:23
(http://i063.radikal.ru/1001/4f/ad51e017cb40.gif) (http://www.radikal.ru)


Название: Re: Бревно и канал
Отправлено: Smith от Январь 13, 2010, 11:44:34
не сочтите за оффтоп, есть похожая интересная задача, когдa тот же рисунок, только a=b=1м. вопрос: какой максимально возможной площади стол можно пронести через этот поворот при условии его горизонтального расположения.


Название: Re: Бревно и канал
Отправлено: General от Январь 13, 2010, 17:38:24
И ещё одна: какой наибольшей длины кривую можно протащить по этому каналу. Решений не помню.


Название: Re: Бревно и канал
Отправлено: Redirect от Январь 21, 2010, 19:39:20
Пользуемся рисунком по ссылке.
По сути нужно найти минимальную гипотенузу (длину бревна). Значит задача на экстремум. Ход решения такой.
Длина бревна будет равна
L = a/sin(x) + b/cos(x), где x - угол, который на рисунке обозначен как тетта.
Далее находим производную и приравниваем ее к нулю. Находим x. У меня получилось x = arctg(корень третей степени из a/b). Подставляем результат в формулу для L.
Для проверки: Для a=b=1, получаем угол = 45 град, откуда L=2sqrt(2). Вроде правильно.

Можно решение этого уравнения, откуда получается арктангенс


Название: Re: Бревно и канал
Отправлено: possward от Январь 21, 2010, 21:46:16
(a/sin(x) + b/cos(x))' = 0
-a*cos(x)/(sin(x)^2) + b*sin(x)/(cos(x)^2) = 0
(b*(sin(x)^3) - a*(cos(x)^3))/((sin(x)^2)*(cos(x)^2)) = 0
b*(sin(x)^3) - a*(cos(x)^3) = 0
(sin(x)^3)/(cos(x)^3) = a/b
tg(x)^3 = a/b
x = arctg(корень третьей степени из a/b)


Название: Re: Бревно и канал
Отправлено: Redirect от Январь 21, 2010, 22:20:13
(a/sin(x) + b/cos(x))' = 0
-a*cos(x)/(sin(x)^2) + b*sin(x)/(cos(x)^2) = 0
(b*(sin(x)^3) - a*(cos(x)^3))/((sin(x)^2)*(cos(x)^2)) = 0
b*(sin(x)^3) - a*(cos(x)^3) = 0
(sin(x)^3)/(cos(x)^3) = a/b
tg(x)^3 = a/b
x = arctg(корень третьей степени из a/b)

Забывал что a и b - константы