Как найти вписанный треугольник в прямоугольнике

Треугольник вписан в прямоугольник

Если треугольник произвольно вписывать в прямоугольник, то задача окажется слишком многовариантной. Поэтому я решил принять важное ограничение: допустим вершина треугольника А является также и вершиной описанного прямоугольника. В этом случае прямоугольников хоть и бесконечно много, но среди них есть как самый большой по площади, так и самый малый. Какие же они, эти площади, если известны стороны треугольника “a”, “b”, “c” ?

Довольно несложное дифференциальное исчисление позволило определить нужные углы поворота “t”. Это дало возможность при помощи теоремы косинусов найти и экстремальные площади прямоугольников. Формулы, показанные на рисунке, в который раз меня очаровали!

Как и очаровал снег после очень тёплой недели. Когда температура достигала +18 градусов. Утром смотрю в окошко – все деревья в красочном инее!

Тема: “Применение производной к решению экстремальных задач”

Главная > Документ

Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

Теорема 2 (второе правило).

Если для дифференцируемой функции f(x) в некоторой точке х 0 ее первая производная f'(x) равна нулю, а вторая производная f”(x) существует и отлично от нуля, т. е. f'(x 0 )= 0, f”(x 0 )≠0, то в этой точке функция f(x) имеет экстремум;

если f”(x 0 )>0, то f(x 0 )- минимум функции f(x), и

если f”(x 0 ) 0 )- максимум функции f(x).

Положим, что f'(x 0 )=0, f”(x 0 ), пусть x=x 0 +x 0 – точка близкая к x 0 .

Т.к. вторая производная f”(x) есть производная от первой производной f'(x), то имеем:

Таким образом, переменная

стремится к пределу f // (x 0 )≠0, а значит, начиная с некоторого момента, это величина имеет знак своего предела в нашем случае плюс. поэтому:

>0 при 0 0 | f / ( x 0 ) при х 0 -Е x x 0 и, следовательно, f / ( x 0 )>0 при х 0 x x 0 +Е.

Мы видим, что производная f / (x) при переходе через точку х 0 меняет свой знак с минуса на плюс, т.е. минимум функции.

Аналогично доказываем, что если f / (x 0 )=0 и f // (x 0 ) f ( x 0 )- минимум функции f (х).

Дан треугольник АBC, основание которого AC=b и высота BL=h. Найти прямоугольник наибольшей площади, который можно вписать в этот треугольник.

ешение.

Обозначим высоту KL прямоугольника через х , основание DE через у . Тогда площадь его S=xy . Переменные х и y не являются независимыми, они связаны некоторыми соотношением.

В самом деле из подобия треугольников DBE и ABC , учитывая, что высоты их BK и BL пропорциональны основаниям DE и AC имеем

или т.к . BK=h-x, DE = y, BL=h, AC=b,

то у=

исключая у из выражения для S находим

S =

Ищем максимум для этой функции

S =

S =0 h -2 x =0 x =

Легко видеть, что значение х действительно даст максимум функции S. В самом деле, составляя вторую производную, будем иметь

следовательно, при площадь S имеет максимум, причем из формулы S = получаем S max =

Ответ: площадь наибольшего прямоугольника, вписанного в треугольник, равна половине площади этого треугольника.

§6. Нахождение промежутков монотонности и экстремумов функции.

Решение таких примеров рекомендуется проводить по следующей схеме:

Найти область определения заданной функции ;

Найти производную ;

Определить критические точки функции ;

Найти промежутки знакопостоянства производной и указать промежутки возрастания и убывания функции f(x)

Указать, в каких точках функция имеет максимумы и минимумы, вычислить её экстремальные значения.

Найдем промежутки возрастания и убывания, а также точки максимума и минимума функции

3)Найдем критические точки:

4)

+ — +

1 1

Ответ: функция возрастает на

Функция убывает на

§7.Нахождение наименьшего и наибольшего значений функции на заданном отрезке.

Определение наименьшего и наибольшего значений дифференцируемой функции на заданном отрезке [а; b ] рекомендуется проводить по следующей схеме:

1)Найти производную данной функции;

2) Определить критические точки данной функции;

3)Из всех критических точек отобрать те, которые лежат внутри заданного отрезка;

4)Выписать значения данной функции в отобранных критических точках;

5)Выписать значения данной функции на концах а и b заданного отрезка;

6) Среди всех указанных вычисленных значений функции определить наименьшие и наибольшие числа. Они и являются решениями поставленной задачи.

Пример : Найдите наименьшее и наибольшее значения функции:

+ sin 2 x на (0 ; )

Решение : D ( f )= R

f’ (x) = – cos x +2 sinxcosx = cos x (2 sin x-)

Найдем критические точки:

f(x)=0 cos x (2 sin x -=0

cos x =0 2sinx – =0

x= 2 sin x =

sin x =

Х=(-1)+, k.

На промежутке (0;) лежит лишь одна критическая точка x =.

Вычислим значение функции в точке х=.

f( )=1-+==0,5.

Вычислим значение функции на концах заданного промежутка:

f ()=1-1+1=2-=0,586

Из трех значений f (0)=1;

f ()=0,586;

f ( )=0,5.

Выбираем наименьшее и наибольшее значение

Ответ: min f ( x )= f ( )=0,5;

.

Найти наименьшее и наибольшее значение функции: y(x)= -2x-3x+4

на промежутке: а);

б)

Находим критические точки функции. Т.к. y’(x)= -6x-6x=-6x(x+1), то имеются две критические точки: x=0 и x=-1.

а) В промежутке лежит одна из критических точек: x=-1 .

т.к. y(-2)=8, y(-1)=4, y(-0,5)=3,5 то наименьшее значение функции

y(x)=-2x-3x+4 достигается в точке x=-1 и равно 3, а наибольшее

в точке x=-2 и равно 8. Кратко запишем так:

б) В промежутке данная функция убывает. Поэтому max y(x)=y(1)=-1. Наименьшего значения в промежутке функция не достигает, т.к. точка x=3 не принадлежит этому промежутку.

Отрезок с концами на сторонах прямого угла содержит точку внутри себя, удаленную на расстоянии 1 и 8 от сторон этого угла.

Найти наименьшую длину таких отрезков.

Решение: 1) Пусть ОА=х, ОВ=у

МАВ, МD=8, МС=1

Исходя из того, что

у=

т.к. АВО прямоугольный, то

Найдём наименьшее значение функции = при х>1

2) Для этого найдём производную

3. Найдём критические точки:

х=5

т.к. в точке х = 5 производная меняет свой знак с “-“ на “+”, то это наименьшее значение.

4. . 5. A В= =

Ответ: 5.

Из круга радиусом R вырезан сектор и из сектора сплетен конус. Каков наибольший объем получившийся конической воронки?

пусть – центральный угол сектора

r -радиус основания конуса

– L осн.кон.=2

ИзАОО 1 h = = R

V =

Найдем наибольшее значение функции y = от :

y 2 =

y 1 =

Ответ: Наибольший объем равен .

Прямоугольный участок земли, примыкающий к стене заводского здания, нужно оградить забором. Часть забора, параллельная стене, должна быть каменной, а остальная часть деревянной. Площадь участка 90см. Стоимость 1м каменного забора 10руб, а деревянного 8руб. Найдите такие размеры участка, чтобы стоимость всей ограды была наименьшей?

Решение: 1) Пусть стоимость ограды f руб.

x (м) – длина каменной части ограды, значит, ширина – 90/х (м),

тогда f ( x )= 10 x +8*2*90/ x = 10 x +1440/ x

2) D (f) =(0; + )

3) f ’ (x)= (10x) + 1440’x – 1440*x/x 2 =

10-1440/ x =10( x 2 -144)/ x 2

4) Найдём критические точки:

f ’ ( x )= 0 10( x 2 -144)/ x 2 =0

D ( f )= (0; + )

В точке x = 12 производная меняет свой знак с – на + , значит это наименьшее значение функции и оно единственное в области определения.

5) м in f (12) =10*12+1440/12=120+120=240

(0;+)

Наименьшая длина каменной стены 12 м , а деревянной 90/12=7,5м

Ответ: 12м; 7,5м; 240 руб.

Из всех равнобедренных треугольников, вписанных в данный круг, найдите тот, который имеет наибольшую площадь.

Пусть радиус круга – R , BD =х,

тогда О D= х- R

если каждая сторона будет равна , то площадь будет наименьшей.

На изготовление ящика с крышкой расходуется 108 дм 2 фанеры. Стороны основания относятся как 1: 2. Найдите линейные размеры ящика, при которых его объем наибольший.

Решение: S ПОЛН. = 2 ab + 2 ac +2 bc =2( ab + ac + bc )=108

аb-54= – ac-bc

54- ab =с(а+ b )

а с=

Пусть а=х, x (0;+ ), тогда b =2 x , c =

V=a b c= x 2x = x (54-2) =x (27-)

))) – x 2x =

=36- – =36-4 x

V / ( x )=0 36-4 x =0

=9

=3

=-3

a =3дм , b =6дм, с=

Ответ: 3дм , 6дм , 4дм .

Задача №6. Найти наибольший объем цилиндра, вписанного в данный конус

Решение:

Пусть задан конус высотой Н и радиусом основания R .

Обозначим через h высоту цилиндра и через r радиус

основания цилиндра, вписанного в данный конус.

Обозначим ВМ= x . Тогда

Объём цилиндра .

В нашем случае

Определим, при каком значении x объём цилиндра будет принимать наибольшее значение.

Найдём производную V 1 (x) .

V 1 ( x )=0 при x =

При х  V 1 ( x )  0 и V 1 ( x )  0 при х 

Следовательно, в точке х= функция V (х) имеет максимум. Так как х может менятся от нуля до R , причём V (0)=0 , то число

V( )= R 2 является наибольшим значением объёма вписанных цилиндров.

Найти высоту конической воронки наибольшего объёма, если её образующая равна L .

Решение.

площадь основания которого равна S ,

а высота- Н , вычисляется по формуле ,

где 2 ,

R – радиус окружности, лежащей в основании конуса.

По теореме Пифагора R и Н связаны равенством R 2 +H 2 =L 2 .

Воспользовавшись этим равенством, выразим V как функцию только одной переменной Н

Решая уравнения находим две критические точки функции V(H): H 1 + H 2=-

Из которых точка H принадлежит промежутку (0,L ). При переходе через точку Н 1 функция V / (H) =(L-3H 2 ) меняет знак с плюса на минус, и, следовательно, на промежутке (0,) функция V(H ) возрастает, а на промежутке (; L)убывает.

Таким образом Н=- высота конуса максимального объема при заданной длине образующей L.

Задача №8. В трапецию ABCD , боковая сторона АВ , которой

(длина 8 см ) перпендикулярна основанию, вписать прямоугольник наибольшей площади так, чтобы одна из его сторон лежала на большем основании трапеции. Основания трапеции равны 6 и 10 см cоответственно. Вычислить площадь этого прямоугольника.

Рассмотрим отдельно два случая.

Первый – вершина прямоугольника P лежит на боковой стороне трапеции CD .

Второй – вершина P лежит на основании трапеции ВС .

В первом случае обозначим стороны прямоугольника

Составим уравнение, связывающие неизвестные x и y .

Для этого проведем вспомогательный отрезок BL , параллельный стороне CD и рассмотрим два треугольника ABL и QPD .

Катеты этих треугольников равны соответственно

| AB |=8, | AL |=4, | QD |=10- x , | PQ |= y .

Искомое уравнение получается тогда из условия подобия треугольников ABL и QPD :

или y =20-2 x .

Площадь прямоугольника AKPQ равна S ( x )= x (20-2 x ).

Интервал изменения x в первом случае находится из условия, что точка Q – проекция точки P , лежащий на стороне С D , cледовательно, х6 .

Таким образом, задача свелась к отысканию наименьшего значения функции S ( x ) на промежутке [6;10]. Единственная критическая точка функции S ( x ): x =5 не принадлежит найденному промежутку.

Следовательно, производная функции S ( x ) не меняет на этом промежутке знак.

Вычисляя производную S ( x ) в произвольной точке промежутка [6;10] , убеждаемся, что она отрицательна.

Таким образом, наибольшее значение S ( x ) достигается в левом конце промежутка, т.е. max S ( x )= S (6)=48см 2

x [6;10]

Площадь прямоугольников, относящихся по второму случаю, не превосходит 48см 2 , т.к. при одинаковой боковой стороне равной 8см , длины их оснований не могут быть больше 6см .

Из квадратного листа жести со стороной а требуется вырезать развертку правильной четырехугольной пирамиды так, чтобы вершины квадрата склеивались в вершину пирамиды. Как это сделать, чтобы получить пирамиду наибольшего объема?

Решение . Пусть АВС D – данный квадрат, О – его центры и KLMN – основание искомой пирамиды. Обозначив через К расстояние от точки К до стороны АВ , выразим объем пирамиды как функцию x .

Получим:

Следовательно,

Функция принимает наибольшее значение одновременно с функцией .

0

Имеем, V(0)=V(=0

V(>0

следовательно, при х= функция V имеет наибольшее значение.

Таким образом, объём будет наибольшим тогда, когда диагональ её основания равна сторона квадрата.

Задача № 10. В круг радиуса а вписан равнобедренный треугольник. При каком соотношении сторон треугольник будет иметь наибольшую площадь.

Решение:

Пусть АВС=, тогда по теореме синусов имеем АВ=2sin.Далее из АDC СD = АD ctg = sinctg = a sin a = a ( 1 + cos a ) .

Рассмотрим площадь треугольника как функцию переменной а ( 0) :

S ( a) = = sin a ( 1+ cos a ) = ( sin a + 0,5 sin 2a ).

S` = ( cos a + cos 2a ) = ( 2cos 2 a + cos a – 1) =

= a 2 ( cos a + 1 ) ( 2cos a – 1 ).

Т.к cos + 1> 0 ( ( 0 : п) ), то S` (a) = 0 при cos a = 0,5, откуда .

Если 0 0, т.е S (a) возрастает на

( 0; ]. Если Задача № 11.

Вписать в круг радиуса R прямоугольник наибольшей площади.

Обозначим длину одной из сторон прямоугольника через x , тогда длина другой стороны равна .

Заметим, что 0 x R , т.к. x -длина хорды окружности радиуса R , отличная от диаметра. Следовательно, площадь прямоугольника .

Hайдем наибольшее значение функции S ( x ) на

Имеем S ’( x )=0 , т.е. 4 R 2 -2 x 2 =0, откуда x 1 =Rи x 2 =-R

Значит, надо сравнить значение функции при x = R и на концах отрезка x =0 и x =2 R .

Т.к. S(0)=S(2R)=0, а S(R)=2R 2 , то функция принимает наибольшее значение на [0;2R) при х=R. Поскольку наибольшее значение функции S(x) на отрезке [0;2R) достигается
в точке x= R.

При этом длина другой стороны прямоугольника равна , то есть искомым прямоугольником служит квадрат.

Задача № 12. Из всех прямоугольников данного периметра найти тот, у которого диагональ наименьшая.

Пусть периметр прямоугольника равен 2 а и одна из сторон прямоугольника равна х, тогда другая сторона будет

Диагональ прямоугольника – переменная величина, обозначив её через у, получим по теореме Пифагора у 2 =х 2 +(а-х) 2 ,

или у 2 =2х 2 -2ах+а 2 , откуда у=, где 0 0, если х>.

Производная меняет знак с минуса на плюс на плюс, следовательно, функция х= имеет минимум.

Таким образом, из всех прямоугольников данного периметра наименьшую диагональ имеет квадрат.

Работая над темой «Применение производной к решению экстремальных задач» я изучила очень много литературы по этой теме. При решении задач мне пришлось использовать следующие теоремы:

Необходимый признак возрастания и убывания функции.

Достаточный признак возрастания и убывания функции.

Кроме того «Экстремум функции одной переменной и достаточные условия экстремума функции».

Также я, изучая литературу, выделила этапы решения задач на нахождение промежутков монотонности и экстремумов функции и нахождение наименьшего и наибольшего значений функции на заданном отрезке.

Я считаю, что моя тема очень интересна. Поэтому я буду продолжать ее изучение в дальнейшем.

Моя работа будет очень полезной при подготовке выпускников к экзаменам в качестве дополнительного материала, который можно изучать на факультативах по математике.

1. Кудрявцев В.А., Демидович Б.П.

Краткий курс высшей математики.- М.: Наука,1989

2. Васильев Н.Б. Заочные математические олимпиады. -М.: Наука,1986.

3. Цыпкин А.Г., Пинский А.И. Справочное пособие по методам решения задач по математике.-М.: Наука,1984

4.Крамор В.С. Повторяем и систематизируем школьный курс алгебры и начала анализа.- М.: Просвещение, 1990

5.Шарыгин И.Ф., Голубев В.И. Факультативный курс по математике.-М.: Просвещение,1991

6.Готман Э.Г., Скопец З.А. Решение геометрических задач аналитическим методом -М.: Просвещение, 1979 .

7.Мочалин А.А. Сборник задач по математике.- Саратов, Лицей, 1998.

Прямоугольный треугольник

Прямоугольный треугольник – треугольник, в котором один угол прямой (то есть равен 90˚).

Сторона, противоположная прямому углу, называется гипотенузой прямоугольного треугольника.

Стороны, прилежащие к прямому углу, называются катетами .

Признаки равенства прямоугольных треугольников

Если катеты одного прямоугольного треугольника соответственно равны катетам другого прямоугольного треугольника, то такие треугольники равны ( по двум катетам ).

Если катет и прилежащий к нему острый угол одного прямоугольного треугольника соответственно равны катету и прилежащему к нему острому углу другого прямоугольного треугольника, то такие треугольники равны ( по катету и острому углу ).

Если гипотенуза и острый угол одного прямоугольного треугольника соответственно равны гипотенузе и острому углу другого прямоугольного треугольника, то такие треугольники равны ( по гипотенузе и острому углу ).

Если гипотенуза и катет одного прямоугольного треугольника равны гипотенузе и катету другого прямоугольного треугольника, то такие треугольники равны ( по гипотенузе и катету ).

Свойства прямоугольного треугольника

1. Сумма острых углов прямоугольного треугольника равна 90˚.

2. Катет, противолежащий углу в 30˚, равен половине гипотенузы.

И обратно, если в треугольнике катет вдвое меньше гипотенузы, то напротив него лежит угол в 30˚.

3. Теорема Пифагора:

, где – катеты, – гипотенуза. Видеодоказательство

4. Площадь прямоугольного треугольника с катетами :

5. Высота прямоугольного треугольника, проведенная к гипотенузе выражается через катеты и гипотенузу следующим образом:

6. Центр описанной окружности – есть середина гипотенузы.

7. Радиус описанной окружности есть половина гипотенузы :

8. Медиана, проведенная к гипотенузе, равна ее половине

9. Радиус вписанной окружности выражается через катеты и гипотенузу следующим образом:

Тригонометрические соотношения в прямоугольном треугольнике смотрите здесь.

[spoiler title=”источники:”]

http://gigabaza.ru/doc/23217-p2.html

[/spoiler]

0 / 0 / 0

Регистрация: 30.03.2016

Сообщений: 10

1

Треугольник вписанный в прямоугольник

30.03.2016, 17:53. Показов 13423. Ответов 38


Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Прямоугольный треугольник вписан в прямоугольник и имеет общую вершину с прямоугольником. Известны стороны прямоугольника и одна сторона треугольника. Необходимо найти другие стороны треугольника, в частности сторону x? Два дня бьюсь с решением, казалось бы простой задачи.)))

Миниатюры

Треугольник вписанный в прямоугольник
 



0



Programming

Эксперт

94731 / 64177 / 26122

Регистрация: 12.04.2006

Сообщений: 116,782

30.03.2016, 17:53

Ответы с готовыми решениями:

Прямоугольник, вписанный в прямоугольник
Всем привет!

Пытаюсь сделать анимацию на js (2 горизонтальных прямоугольника поворачиваются,…

Вписанный треугольник и четырехугольная пирамида
Помогите, пожалуйста
Треугольник ABC вписан в окружность с центром O . Найдите угол BOC , если…

Есть вписанный в прямоугольник эллипс (в 2D), как найти точки его фокуса?
Привет! Ну собственно сабж. Есть прямоугольник, есть координаты всех его вершин, как найти…

Построить треугольник вписанный в круг с помощью циркуля и линейки
😥
Дано круг и точки D,E,F на нём, которые являются серединами дуг, стягиваемых сторонами…

38

Эксперт по математике/физике

8717 / 6316 / 3394

Регистрация: 14.01.2014

Сообщений: 14,497

30.03.2016, 22:20

2

Положим у=ЕС, тогда из подобия треугольников АВЕ и ECJ сразу получаем уравнение: https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?xcdot y=hcdot f. Дальше выражаем у через х из прямоугольного треугольника АВЕ: https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?x^2=h^2+{(l-y)}^2. А вот дальше начинаются алгебраические трудности – для х получается уравнение 4 степени: https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?x^4-x^2(h^2+l^2)+2xcdot lcdot hcdot f-h^2f^2=0. Откуда задача?



1



0 / 0 / 0

Регистрация: 30.03.2016

Сообщений: 10

31.03.2016, 04:45

 [ТС]

3

Да, вот и я с этими алгеброическими трудностями пока справиться не смог. А казалось задачка простая.
А задача возникла из практической необходимости записать формулу расчета длины планки при автоматическом проектировании конструкции в SolidWorks.



0



Эксперт по математике/физике

8717 / 6316 / 3394

Регистрация: 14.01.2014

Сообщений: 14,497

31.03.2016, 09:30

4

Понятно, если это практическая, а не школьная задача, то можно просто решить это уравнение численными методами с помощью любого математического пакета Mathcad, Matlab…



0



1471 / 826 / 140

Регистрация: 12.10.2013

Сообщений: 5,456

31.03.2016, 20:16

5

Луч из A в направлении стороны BC отражаем от BC как луч света от зеркала падает на сторону CD. Подбираем угол при А чтобы угол треугольника при E был 90. Численное решение пересечение луча и отрезка школьная задачка =). И никаких 4 степеней.



0



Эксперт по математике/физике

8717 / 6316 / 3394

Регистрация: 14.01.2014

Сообщений: 14,497

31.03.2016, 20:37

6

Цитата
Сообщение от Excalibur921
Посмотреть сообщение

Численное решение пересечение луча и отрезка школьная задачка =). И никаких 4 степеней.

Возможно, Вы не в курсе, что задачи, которые сводятся к алгебраическим моделям с уравнениями третьей и выше степеней не решаются школьными построениями с помощью циркуля и линейки (типичный пример – трисекция угла приводит к уравнению третьей степени). В Вашем случае это

Цитата
Сообщение от Excalibur921
Посмотреть сообщение

Подбираем угол при А чтобы угол треугольника при E был 90

не может реализовано школьными построениями.



0



1471 / 826 / 140

Регистрация: 12.10.2013

Сообщений: 5,456

31.03.2016, 20:58

7

Или еще проще, находим J как для прямоугольного треугольника.
https://ru.wikipedia.org/wiki/… угольников
Подбираем xE и зная например 3 стороны AEJ находим угол при E.

Добавлено через 4 минуты

Цитата
Сообщение от mathidiot
Посмотреть сообщение

не может реализовано школьными построениями.

Что такое школьные построения? Я таких терминов не встречал. Численное решение на основе элементарной тригонометрии.



0



Эксперт по математике/физике

8717 / 6316 / 3394

Регистрация: 14.01.2014

Сообщений: 14,497

31.03.2016, 21:27

8

Цитата
Сообщение от Excalibur921
Посмотреть сообщение

Что такое школьные построения? Я таких терминов не встречал. Численное решение на основе элементарной тригонометрии

А я не встречал численные решения в школе на основе элементарной тригонометрии!
Я имел в виду геометрические задачи на построение, которые обычно предполагают использование циркуля и линейки, а также другие специфические методы (операции симметрии, перегибание бумаги и др.)
Предлагаю Вам показать собственный вариант решения этой задачи.



0



1471 / 826 / 140

Регистрация: 12.10.2013

Сообщений: 5,456

31.03.2016, 21:57

9

Цитата
Сообщение от mathidiot
Посмотреть сообщение

собственный вариант решения этой задачи.

Делать за ТС? Нее.. Уже привел 2 алгоритма. Проще наверно небывает. Но сейчас придет Игорь и раскидает векторами еще проще?)).

Цитата
Сообщение от mathidiot
Посмотреть сообщение

А я не встречал численные решения в школе на основе элементарной тригонометрии!

Значит простой цикл для дихотомии и пару условий на решении треугольников +мелочь из азов тригонометрии за 8 класс это не школьный уровень в 2016 году? Понятно =).



0



Эксперт по математике/физике

8717 / 6316 / 3394

Регистрация: 14.01.2014

Сообщений: 14,497

31.03.2016, 23:42

10

Цитата
Сообщение от Excalibur921
Посмотреть сообщение

Значит простой цикл для дихотомии и пару условий на решении треугольников +мелочь из азов тригонометрии за 8 класс это не школьный уровень в 2016 году? Понятно =).

Простые циклы с дихотомией в школьном курсе геометрии не изучаются. Да и в курсе информатике они изучаются только на элективном уровне (по выбору). Я не сразу понял, что Вы предлагаете именно численный метод решения задачи. В таком случае одна строчка в Mathcad с вызовом функции root для уравнения 4 степени явно быстрее, чем циклы с дихотомией!



0



0 / 0 / 0

Регистрация: 30.03.2016

Сообщений: 10

01.04.2016, 01:57

 [ТС]

11

При помощи внешней програмы решить-то можно, но вот подключить внешнюю программу к CAD-овской программе твердотельного моделирования, чтоб расчеты делались автоматически, сложновато даже для программиста.))) Поэтому здесь подойдет только формула полученная из решения этого алгебраического уравнения.))) В качестве временной приближенной формулы определения стороны x заложил в конструктивные расчеты разницу между длиной диагонали АС и максимально возможной высотой треугольника ECJ при заданной длине f (когда этот треугольник становится равносторонним). Хотелось бы конечно получить точное значение.



0



1739 / 659 / 87

Регистрация: 01.10.2012

Сообщений: 3,271

01.04.2016, 08:16

12

По Пифагору расписал тр-ки ABE, AJD и AEJ через неизвестные x, EC и CJ. Если сложить ур-я, то получается соотношение

I * EC = h * CJ

Если я нигде не ошибся (не уверен), то дальше как по маслу: находим ЕC и CJ из тр-ка ЕCJ и.т.д



0



Эксперт по математике/физике

8717 / 6316 / 3394

Регистрация: 14.01.2014

Сообщений: 14,497

01.04.2016, 08:47

13

Цитата
Сообщение от Igor3D
Посмотреть сообщение

Если я нигде не ошибся (не уверен)

Увы, ошиблись.



0



1739 / 659 / 87

Регистрация: 01.10.2012

Сообщений: 3,271

01.04.2016, 10:35

14

Цитата
Сообщение от mathidiot
Посмотреть сообщение

Увы, ошиблись.

Давайте проверять

h^2 + (I – EC)^2 = x^2 // тр-к ABE
I^2 + (h – CJ)^2 = x^2 + f^2 // тр-к AJD
EC^2 + CJ^2 = f^2 // тр-к ECJ

Из второго ур-я вычтем первое – Ваша очередь



0



Эксперт по математике/физике

8717 / 6316 / 3394

Регистрация: 14.01.2014

Сообщений: 14,497

01.04.2016, 11:11

15

Цитата
Сообщение от Igor3D
Посмотреть сообщение

Из второго ур-я вычтем первое – Ваша очередь

Искать чужие ошибки – дело неблагодарное. Я предлагаю просто проверить прямо на чертеже:

Миниатюры

Треугольник вписанный в прямоугольник
 



0



1739 / 659 / 87

Регистрация: 01.10.2012

Сообщений: 3,271

01.04.2016, 11:32

16

Да, действительно – вылазит 4-я степень при любых манипуляциях с ур-ями. Насколько помню ур-е 4 степени – последнее решаемое аналитически, но там такааая возня…



0



1471 / 826 / 140

Регистрация: 12.10.2013

Сообщений: 5,456

01.04.2016, 15:49

17

Значит решения такие:
1)Считать в математич. программе когда нужно и вручную вводить данные.
2)Неизвестной сложности как подключить мат. программу к солидворксу. Скорей всего самый правильный подход, вдруг у вас будет еще задачка? Профи не пилят велосипеды под каждую задачку.
3)Своя программа внутри солида…а такое есть там?).
https://ru.wikibooks.org/wiki/Метод_дихотомии

Добавлено через 2 часа 51 минуту
Кстати в Inventor2008 есть связь с таблицей экселя для параметрических деталей, подобное должно быть в солид. А в экселе должна быть связь с мат пакетами или наоборот. Хотя и в эксель есть простой решатель, Подбор параметра. Но странный, интервалы не просит, локализует 1 корень…видимо минимум настроек для офисных работников.
http://excel2.ru/articles/podb… v-ms-excel
И в эксель можно сделатьпоискать на VBS программу расчета дихотомией с вводом интервала.



0



Igor3D

1739 / 659 / 87

Регистрация: 01.10.2012

Сообщений: 3,271

02.04.2016, 09:56

18

Цитата
Сообщение от Excalibur921
Посмотреть сообщение

Скорей всего самый правильный подход, вдруг у вас будет еще задачка? Профи не пилят велосипеды под каждую задачку.

Пилят Чтобы задействовать “технологии” нужная изрядная общность (однотипность) решаемых задач, а ее часто нет. Решить численно здесь нетрудно. Из уравнений выше вытекает

EC * (I – EC) / h = CJ

Тогда

Кликните здесь для просмотра всего текста

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
float GetX( float h, float I, float f )
{
 float minEC = 0, maxEC = I;
 float precision = 1.0e-4f;
 while (maxEC - minEC > precision) {
  float ec = (minEC + maxEC) / 2;
  float cj = ec * (I - ec) / h;
  float realF = cj * cj + ec * ec;
  if (realF < f * f) minEC = ec;
  else maxEC = ec;
 }
 
 float ec = (minEC + maxEC) / 2; 
 return sqrt(h * h + (I - ec) * (I - ec)); 
}

Шлепнуть десяток строчек часто (пусть и не всегда) куда легче чем разбираться в монструозных пакетах Ну или можно задействовать решатель “quadric” (ур-я 4-й степени) в open-sources, один раз так делал

Понимаю что здесь ожидается “школьное” (якобы) решение, но в жизни бывает и по-другому



0



1471 / 826 / 140

Регистрация: 12.10.2013

Сообщений: 5,456

02.04.2016, 12:45

19

Цитата
Сообщение от Igor3D
Посмотреть сообщение

Шлепнуть десяток строчек часто (пусть и не всегда) куда легче чем разбираться в монструозных пакетах

Но ведь делают выход на таблицы экселя и т.д.. не все же программисты.
Думал сейчас покажу как в эксель в 4 строчки решить без кода =)).
Ваша формула находит 1.518 что близко к ответу 1.52 может это допустимо но очень многовато как то не знаю почему, точность увеличивал в настройках 0.00001. Магия.

Треугольник вписанный в прямоугольник

Цитата
Сообщение от mathidiot
Посмотреть сообщение

Я предлагаю просто проверить прямо на чертеже:

А вот ваш расчет вообще не получился у меня наверно где то ошибка у меня…Два раза уравнение не равно 0.
h=5.01
l=10
f=2.99
a0=9.85
EC=1.52
((a0^4-a0^2*(h^2+l*2))+2*a0*l*h*f)-h^2*f^2 =7764.28
И проверка
l*EC=15.2
h*CJ=12.88
Может это означает:
((AE^4-AE^2*(AB^2+AD^2))+2*AE*AD*AB*EJ)-AB^2*EJ^2=0
А находит это уравнение =2.48… магия. Все данные с рисунка.
Но зачем такая сложная формула если первый расчет работает…может кривой эксель?



0



1471 / 826 / 140

Регистрация: 12.10.2013

Сообщений: 5,456

02.04.2016, 13:04

20

Глянул тут http://math.semestr.ru/optim/newton.php
(x*(10-x)/5.01)-2.57 разными методами, опять 1.518 почему так грубо находит разными методами я не понимаю…
Добавил точности много ноликов =).
Ответ:x = 1.5181; F(x) = 8.8E-5
Количество итераций, N = 100 Магия…



0



This is from an italian math competition.

In the rectangle below:

enter image description here

area of yellow, green and red triangles are 27, 35 and 40 resepectively. What is the area of the blue triangle ?

My trial: I tried to define $a,b,c$ and $d$:

$a(c+d)=80 tag{1}$

$bc=70 tag{2}$

$d(a+b)=54 tag{3}$

(to clarify, a is the length of the side of the red triangle and b of the green triangle which lie on the top of the rectangle. c and d are the lengths of the sides of the green and yellow triangle lying on the right side of the rectangle )

This is a system of 3 equations in 4 unknowns. We can observe that if $(a,b,c,d)$ is a solution, so is $(ak,bk,c/k,d/k)$. We can therefore fix the value of one variable, $a=1$, solve the system, and obtain $b=5/4, c=56, d=24$.

The area of the entire rectangle would than be $R=(a+b)(c+d)=180$, and the blue area $78$.

This solution works, but I think it requires too many calculations for the type of competition. Is there a smarter/quicker way ?

Треугольник вписан в прямоугольник

Задача 25 ОГЭ (услож. 264 вар. Ларина)

Вокруг правильного △APQ описан прямоугольник ABCD, причём точки P и Q лежат на сторонах BC и CD соответственно.

Найдите величину ∠BMC, где точка М — середина отрезка AQ.

https://alexlarin.net/gia/trvar264_1_oge.html
(Формулировка незначительно изменена.)

Пусть (displaystyle ABC) – прямоугольный треугольник с гипотенузой (displaystyle AB) и катетом (displaystyle AC=3 small.) 

Требуется найти второй катет (displaystyle BC small.)

По свойству описанной около прямоугольного треугольника окружности

Правило

Описанная окружность и прямоугольный треугольник

Центр окружности, описанной около прямоугольного треугольника, лежит на середине гипотенузы, а её радиус равен половине гипотенузы.

половина гипотенузы равна радиусу описанной окружности, то есть (displaystyle 2{,}5 small.) 

Тогда вся гипотенуза равна удвоенному радиусу описанной окружности, то есть (displaystyle 5 small.)

Из прямоугольного треугольника (displaystyle ABC) по теореме Пифагора 

(displaystyle AB^2=BC^2+AC^2 small.)

Тогда

(displaystyle BC^2=AB^2-AC^2 small,)

(displaystyle BC^2=5^2-3^2=25-9=16 small.)

Поскольку длина отрезка положительна, то (displaystyle BC=4 small.)

Ответ: (displaystyle 4 {small .})

Добавить комментарий