Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия: Решение геометрической задачи на нахождение наименьшего значения > Дифференцирование (производные)
Образовательный студенческий форум > Высшая математика > Дифференцирование (производные)
Sveta
Помогите, пожалуйста, разобраться.
Через точку прямого угла провести прямую так, чтобы периметр получившегося треугольника был наименьшим.

Я так думаю, что нужно составить функцию периметра, и потом берем от нее производную.
Не могу понять от чего эта фунция должна зависеть.
venja
Например от угла, который проведенная прямая составляет со второй стороной угла.
Либо от длины отрезка, который отсекает прямая от второй стороны угла.
Sveta
Спасибо за ответ.
Пусть точка прямого угла - С.
Обычно, в подобных задачах что-то дано, можно ли координаты точки С принять как постоянные (с1, с2)?
Пусть прямая пересекает ось Оy в точке В, ось Ох в точке А и образует с осью Ох угол а.
Тогда с2=tg а*с1+b
Тогда ОА=2*с1+b/tg а, ОВ=b, АВ=(ОА^2+OB^2)^(1/2)=((2*с1+b/tg а)^2+b^2)^(1/2)
Получается периметр зависит от угла а и b (c1 считаем константой)
Может я что-то не так понимаю, или решаю не так .....
A_nn
Так ведь и с2 Вы тоже считаете константой, и тогда из с2=tg а*с1+b можно выразить b через а (или наоборот).
Sveta
Тогда
b=с2-c1*tg а
ОА=с1+c2*ctg a
ОВ=с2-c1*tg а
АВ=(ОА^2+OB^2)^(1/2)=((с1+с2*ctg a)^2+(с2-c1*tg а)^2)^(1/2)

P(a)=с1+с2*ctg a+с2-c1*tg а+((с1+с2*ctg a)^2+(с2-c1*tg а)^2)^(1/2)

Теперь надо находить производную, я так понимаю, но она получается просто ооочень "непреобразуемая"...
Может где-то ошибка в моих рассуждениях выше?
Lion
Я пробовала и через длину отрезка, который отсекает прямая от стороны прямого угла.
С(с1,с2) - точка прямого угла
Пусть прямая пересекает ось Оy в точке В, ось Ох в точке А.

Пусть ОА=х.
Тогда ОВ=с2*х/(х-с1)
АВ=(x^2+(с2*х/(х-с1))^2)^(1/2)
И тоже упираюсь в то, что не могу решить уравнение P ' (x)=0...

Уважаемые преподаватели и активные участники форума!
Пожалуйста, помогите Svetе wink.gif (и мне)
Задание было на предварительных госах....
Может мы условие не понимаем...

venja, вот Вы в обоих предложениях употребили "на ВТОРОЙ стороне угла". Почему? Это важно?
venja
Я неправильно понимал условие - думал, что точка должна браться на одной из сторон угла (тогда другая сторона - вторая и есть).
venja
Решил.
Но решение достаточно громоздкое, хотя по дороге применял много хитрых упрощающих преобразований (писать их очень громоздко).
Приведу основные этапы.
Пусть точка, через которую проходят прямые, имеет (фиксированные) координаты (а,b ).Пусть х - ОСТРЫЙ угол, под которым прямая пересекает ось абсцисс (меняющийся параметр от 0 до пи/2).
Обозначим k=a/b.
Тогда периметр прямоуг. тр-ка можно выразить так:
P=b*(1+ctgx+1/sinx+k*tgx+k+k/cosx)
Тогда производная:
P'=b*{k/(1-sinx)-1/(1-cosx)}
Приравнивая ее к 0, получим уравнение:
sinx-k*cosx=1-k

Получил следующее решение этого уравнения:

x=arcsin[(1-k+k*sqrt(2*k))/(1+k^2)]

Думаю, что формула верна, так как при проверяемых значениях k дает правильные значения:
при k=0 дает х=пи/2
при k=бесконечности дает х=0
и очень важно, что
при k=1 дает х=пи/4

Странно, что такое дают студентам mad.gif
A_nn
Возможно, подразумевалось, что точка лежит на стороне угла.
venja
Цитата(A_nn @ 18.5.2007, 14:11) *

Возможно, подразумевалось, что точка лежит на стороне угла.


Сначала я так и подумал - это видно по моему первому ответу (вспоминал определение угла...).
Но по дальнейшему диалогу решил, что это не так. Но может быть все-таки точка на стороне. Но вообще-то угол, насколько я помню, это и внутренность тоже. Непонятно.
venja
Цитата(venja @ 18.5.2007, 16:11) *

Сначала я так и подумал - это видно по моему первому ответу (вспоминал определение угла...).
Но по дальнейшему диалогу решил, что это не так. Но может быть все-таки точка на стороне. Но вообще-то угол, насколько я помню, это и внутренность тоже. Непонятно.


Да нет. Все правильно. Точка никак не может быть на стороне угла. Иначе задача не имеет решения.
Sveta
Цитата(venja @ 17.5.2007, 14:22) *

Решил.

Большое спасибо за решение, было интересно докопаться до истины.
Цитата(venja @ 17.5.2007, 14:22) *

Странно, что такое дают студентам mad.gif

При этом, это задание с гос. экаменов, где было еще 4 задания:
система из трех ДУ,
дополнить два вектора пр-ва R5 до ортогон. базиса (Гаусс...),
задача по теории вероятности,
и по программированию, написать программку на С++(без компьютера...)

и все это на три часа!!! blink.gif

Lion
Цитата(venja @ 17.5.2007, 20:22) *

Странно, что такое дают студентам mad.gif

Мне тоже кажется, что для проверки знаний по мат. анализу
можно найти массу других интересных заданий (без громоздких выкладок)...
P.S. venja, спасибо за решение.Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Это текстовая версия — только основной контент. Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, нажмите сюда.
Русская версия Invision Power Board © 2001-2024 Invision Power Services, Inc.