Changes

Հետաքրքրաշարժ Հանրահաշիվ

Ավելացվել է 211 բայտ, 11:03, 21 Օգոստոսի 2017
'''''Խնդիր'''''
Երկաթուղային երկու ճանապարհներ խաչվում են ուղիղ անկյան տակ։ Այդ ճանապարհներով դեպի խաչմերուկ միաժամանակ սլանում են երկու գնացք. մեկը այն կայարանից, որը գտնվում է խաչմերուկից <math>40 \; կմ</math>-ի վրա, իսկ մյուսը այն կայարանից, որը նույն խաչմերուկից գտնվում է <math>50 \; կմ</math>-ի վրա։ Առաջինն անցնում է րոպեում <math>800 \; մ</math>, երկրորդը՝ <math>600 \; մ</math>։ Գնացքների մեկնման պահից հաշված քանի՞ րոպե հետո նրանք միմյանցից կլինեն ամենափոքր հեռավորության վրա։ Որքա՞ն է այդ հեռավորությունր։հեռավորությունը։
'''''Լուծում'''''
Գծենք մեր խնդրի գնացքների շարժման սխեման։ Դիցուք <math>AB</math>-ն և <math>CD</math>-ն ճանապարհի խաչվող ուղիներն են (նկ. 19)։ <math>B</math> կայարանը գտնվում է խաչման <math>O</math> կետից <math>40 \; կմ</math>-ի վրա։ <math>D</math> կայարանը՝ նրանից <math>30 \; կմ</math>-ի վրա։ Ենթադրենք, որ <math>x</math> րոպե անց գնացքները կլինեն միմյանցից ամենակարճ հեռավորության վրա՝ <math>MN=m</math>։ <math>B</math>-ից դուրս եկող գնացքն այդ պահին կանցնի <math>BM=0,8x</math> ճանապարհը, քանի որ մեկ րոպեի ընթացում նա անցնում է <math>800 \; մ = 0,8 \; կմ</math>։ Հետևաբար՝ <math>OM=40-0,8x</math>։ Ճիշտ այդպես էլ գտնենք, որ <math>ON=50-0,6x</math>։ Ըստ Պլութագորի թեորեմայի
<math>MN \;=\; m \;=\; \sqrt{\overline{OM}^2+\overline{ON}^2} \;=\; \sqrt{(40-0,8x)^2+(50-0,6x)^2}</math>։
Ակնհայտ է, որ <math>m</math>-ը <math>16</math>-ից փոքր լինել չի կարող, այլապես <math>x</math>-ը կդառնա կեղծ։ Իսկ եթե <math>m^2-256=0</math>, ապա <math>x=62</math>։
Այսպիսով, գնացքները միմյանց ամենամոտ կլինեն <math>62</math> րոպե հետո, և նրանց փոխադարձ հեռավորությունն այդ ժամանակ կլինի <math>16 \; կմ</math>։
Որոշենք, թե այդ պահին ինչպես են նրանք դասավորված։ Հաշվենք <math>OM</math> երկարությունը. այն հավասար է
<math>40-62 \cdot 0,8=9,6</math><ref>Գրքում վրիպակ է՝ <math>40-62 \cdot 08=9,6</math>։— ''Մ.''։</ref>։
Մինուս նշանը նշանակում է, որ գնացքն անցնում է խաչմերուկից դուրս <math>9,6 \; կմ</math>-ով։ Իսկ <math>ON</math> հեռավորությունը հավասար է
<math>50-62 \cdot 0,6=12,8</math>,
'''''Լուծում'''''
<math>AD</math> հեռավորությունը (<math>A</math>-ից մինչև <math>AD</math>-ին տարված <math>BD</math> ուղղահայացի հիմքը) նշանակենք <math>a</math>-ով, <math>CD</math>-ն՝ <math>x</math>-ով։ Այդ դեպքում <math>AC=AD-CD=a-x</math>,իսկ <math>CB \;=\; \sqrt{CD^2+BD^2} \;=\; \sqrt{x^2+20^2}</math>։ Ժամանակը, որի ընթացքում գնացքն անցնում է <math>AC</math> ճանապարհը, հավասար է
<math>\frac{AC}{0,8} \;=\; \frac{a-x}{0,8}</math>։
Բայց, հասկանալի է, որ մեր լուծումն իմաստ ունի միայն այն դեպքում, երբ <math>x < a</math>, քանի որ հավասարումը կազմելիս մենք <math>a-x</math> արտահայտությունը հաշվեցինք դրական թիվ։
Եթե <math>x=a \approx 5,16</math>, ապա կիսակայարանի կառուցելը ընդհանրապես պետք չէ. խճուղին ուղղակի պետք է անցկացնել դեպի կալարան։ կայարան։ Այդպես պետք է վարվել և այն դեպքում, երբ <math>a</math> հեռավորությունը <math>5,16 \; կմ</math>-ից ավելի կարճ է։
Այս անգամ մենք ավելի կանխատեսող եղանք, քան թե հավասարումը։ Իսկ եթե մենք կուրորեն հավատայինք հավասարմանը, մենք ստիպված կլինեինք ներկա դեպքում կիսակայարանը կառուցել կայարանի հետևում, որը բացահայտ անհեթեթություն կլիներ, այդ դեպքում <math>x > a</math>, և այդ պատճառով
<math>sin \angle BDC \;=\; \frac{d}{y} \;=\; d \;:\; \frac{2d \sqrt{3}}{3} \;=\; \frac{\sqrt{3}}{2}</math>։
Բայց այն անկյունը, որի սինուսը հավասար է <math>\frac{\sqrt{3}}{2}</math>, հավասար է 60°։ <math>60°</math>։ Նշանակում է ինչպիսին էլ որ լինի <math>AC</math> հեռավորությունը, խճուղին պետք է անցկացնել գետի նկատմամբ <math>60°</math>-ի անկյան տակ։
Այստեղ նորից հանդիպում ենք այն նույն առանձնահատկությանը, որին մենք հանդիպեցինք նախորդ խնդրում։ Լուծումն իմաստ ունի միայն որոշակի պայմանի դեպքում։ Եթե վայրը տեղավորված է այնպես, որ խճուղին (որն անցկացվում է գետի նկատմամբ <math>60°</math>-ի անկյան տակ) անցնում է <math>A</math> քաղաքի այդ կողմով, ապա լուծումը կիրառելի չէ. այդ դեպքում պետք է <math>B \text{ </math> վայրը } <math>A</math> քաղաքի հետ անմիջականորեն կապել խճուղով փոխադրումների համար ընդհանրապես չօգտվելով գետից։
===ԱՐՏԱԴՐՅԱԼԸ ԵՐԲ Է ԼԻՆՈՒՄ ԱՄԵՆԱՄԵԾԸ===
Դիցուք <math>a</math>-ն տրված թիվ է։ Այդ դեպքում մասերը, որոնցով բաժանված է <math>a</math> թիվը, կարելի է նշանակել
<math>\frac{a}{2}+x \text{ </math> և } <math>\frac{a}{2}-x</math>,
որտեղ <math>x</math> թիվը ցույց է տալիս, թե այդ մասերն ի՛նչ մեծությամբ են տարբերվում <math>a</math> թվի կեսից։ Երկու մասերի արտադրյալը հավասար է
Այսպիսով, թիվը պետք է բաժանել ''երկու հավասար մասի''. երկու թվերի արտադրյալը (եթե դրանց գումարը հաստատուն է) կլինի ամենամեծ այն ժամանակ, երբ այդ թվերը միմյանց հավասար են։
Նույն հարցը քննարկենք ''երեք '' թվերի համար։
Ինչպիսի՞ երեք մասի պետք է բաժանել տրված թիվը, որպեսզի դրանց արտադրյալն ամենամեծը լինի։
<math>\frac{a}{3}-y</math>-ով.
<math>x </math> և <math>y</math> թվերը դրական են։ Երրորդ մասը, ակնհայտ է, որ հավասար կլինի
<math>\frac{a}{3}+y-x</math>։
<math>\frac{a}{3} \text{ </math> և } <math>\frac{a}{3}+x-y</math> թվերն ունեն միևնույն գումարը, ինչ որ <math>a</math> թվի առաջին երկու մասերը, իսկ դրանց միջև տարբերությունը, այսինքն՝ <math>x-y</math>-ը փոքր է, քան առաջին երկու մասերի միջև եղած տարբերությունը, որ հավասար է <math>x+y</math>։ Ինչպես նախորդ խնդրի լուծումից մենք գիտենք, այստեղից հետևում է, որ
<math>\frac{a}{3}\left(\frac{a}{3}+x-y\right)</math>
Այսպիսով, եթե <math>a</math> թվի առաջին երկու մասերը փոխարինենք
<math>\frac{a}{3} \text{ </math> և } <math>\frac{a}{3}+x-y</math>
թվերով, իսկ երրորդը թողենք անփոփոխ, ապա արտադրյալը կմեծանա։
Դիցուք այժմ մասերից մեկն արդեն <math>\frac{a}{3}</math> է։ Այդ ժամանակ մյուս երկուսը կունենանք հետևյալ տեսքը՝
<math>\frac{a}{3}+x \text{ z</math> և } <math>\frac{a}{3}-z</math>։
Եթե մենք այդ վերջին երկու մասերը հավասարեցնենք <math>\frac{a}{3}</math>-ի (որից դրանց գումարը չի փոխվի), ապա արտադրյալը նորից կմեծանա և կդառնա հավասար
<math>\frac{x}{y} \;=\; \frac{p}{q}</math>։
Այսպիսով, <math>x+y</math> գումարի հաստատուն լինելու, դեպքում <math>x^py^q</math> հասնում է ամենամեծ մեծության այն ժամանակ, երբ
<math>x : y \;=\; p : q</math>։
<math>x^py^qz^r, \; x^py^qz^rt^u</math> և այլն
արտադրյալնևրը <math>x+y+xz, \; x+y+z+t</math> և այլն գումարների հաստատուն լինելու դեպքում հասնում են ամենամեծ մեծության այն դեպքում, երբ
<math>x : y : z \;=\; p : q : r, \;\; x : y : z : t \;=\; p : q : r : u</math>
1. Երկու թվերի գումարը, որոնց արտադրյալն անփոփոխ է, դառնում է ''ամենափոքր'', երբ այդ թվերը հավասար են։
Օրինակ՝ <math>36 \text{ </math> արտադրյալի համար՝ } <math>4+9=13, \; 3+12=15, \; 2+18=20, \; 1+36=37 \text{ </math> և, վերջապես, } <math>6+6=12</math>։
2. Մի քանի թվերի գումարը, որոնց արտադրյալն անփոփոխ է, դառնում է ամենափոքր, երբ այդ թվերը հավասար են։
Օրինակ՝ <math>216 \text{ </math> արտադրյալի համար } <math>3+12+6=21, \; 2+18+6=26, \; 9+6+4=19, \text{ </math> մինչդեռ } <math>6+6+6=18</math>։
Մի շարք օրինակներով ցույց տանք, թե այդ թեորեմաները գործնականում ինչպես են կիրառվում։
<math>x^2+y^2 \;=\; d^2</math>,
որտեղ <math>d</math>-ն գերանի տրամագիծն է։ Չորսուի ծավալը ամենամեծն է, երբ նրա հատվածքի մակերեսը ամենամեծն է, այսինքն՝ երբ <math>xy</math>-ը հասնում է առավելագույն մեծության։ Բայց եթե <math>xy</math>-ն ամենամեծն է, ապա ամենամեծը կլինի նաև. <math>x^2y^2</math> արտադրյալը։ Քանի որ <math>x^2+y^2</math> գումարը անփոփոխ է, ապա վաղօրոք ապացուցածի համաձայն <math>x^2y^2</math> արտադրյալն ամենամեծը կլինի, երբ <math>x^2=y^2</math> \text{ կամ } <math>x=y</math>։
Այսպիսով, չորսուի հատվածքը պետք է լինի ''քառակուսի''։
'''''Լուծումներ'''''
1. Ուղղանկյուն հողամասի ձևը որոշվում է նրա <math>x \text{ </math> և } <math>y</math> կողմերի առնչությամբ։ <math>x \text{ </math> և } <math>y</math> կողմեր ունեցող հողամաղի
մակերեսը հավասար է <math>xy</math>, իսկ ցանկապատի երկարությունը՝ <math>2x+2y</math>։ Ցանկապատի երկարությունը կլինի ամենափոքրը, եթե <math>x+y</math>-ը հասնում է ամենափոքր մեծության։
<math>xy</math> արտադրյալի հաստատուն լինելու դեպքում <math>x+y</math> գումարը ամենափոքր կլինի <math>x=y</math> դեպքում։ Հետևաբար՝ որոնելի ուղղանկյունը քառակուսի է։
2. Եթե <math>x</math>-ը և <math>y</math>-ը ուղղանկյան կողմերն են, ապա <math>2x+2y</math>-ը ցանկապատի երկարությունն է, իսկ <math>xy</math>-ը՝ մակերեսը։ Այդ արտադրյալը կլինի ամենամեծը այն դեպքում, որ դեպքում <math>4xy</math> արտադրյալը, այսինքն՝ <math>2x \cdot 2y</math>-ը ը․ վերջին արտադրյալը իր արտադրիչների <math>2x+2y</math> գումարի հաստատուն լինելու դեպքում դառնում է ամենամեծ, երբ <math>2x=2y</math>, այսինքն՝ երբ հողամասն ունի քառակուսու ձև։
Հետևաբար՝ երկրաչափությունից մեզ հայտնի քառակուսու հատկություններին մենք կարող ենք ավելացնել ևս հետևյալները՝ տրված մակերեսի դեպքում բոլոր ուղղանկյուններից միայն քառակուսին կունենա ամենափոքր պարագիծը և տրված պարագծի դեպքում՝ ամենամեծ մակերեսը։
<math>S</math> մեծությունը կհասնի մաքսիմումի <math>x</math>-ի այն արժեքի դեպքում, ինչ արժեքի դեպքում՝ <math>2x(l-2x)</math> արտադրյալը, այսինքն՝ քառապատկված մակերեսը։ Քանի որ <math>2x+(l-2x) \;=\; l</math> արտադրիչների գումարը հաստատուն մեծություն է, ապա դրանց արտադրյալը ամենամեծը կլինի, երբ <math>2x \;=\; l-2x</math>, որտեղից
<math>x \;=\; \frac{l}{4}, \; y \;=\; l-2 \cdot \frac{l}{4} \;=\; \frac{l}{2}</math>։
[[Պատկեր:Interesting_Algebra_Pic_24.png|170px|frameless|thumb|right]]
Այսպիսով, տրված պարագծով սեկտորը շրջափակում է ամենամեծ մակերես այն դեպքում, երբ նրա շառավիղը կազմում է աղեղի կեսը (այսինքն՝ նրա աղեղի երկարությունը հավասար է շառավիղների գումարին կամ նրա պարագծի կոր մասի երկարությունը հավասար է բեկյալի երկարությանը)։ Սեկտորի անկյունը հավասար է ≈115° <math>\approx 115°</math> (երկու ռադիանի)։ Թե ինչպիսին են այդպիսի լայն օդապարուկի թռչելու կարողությունները, այլ հարց է, որի դիտարկումը չի մտնում մեր խնդրի մեջ։
===ՏԱՆ ԿԱՌՈՒՑՈՒՄԸ===
'''''Խնդիր'''''
Ավերված տան տեղում, որից անվնաս է մնացել մի պատը, ցանկանամ են կառուցել նորը։ Անվնաս մնացած պատի  երկարությունը <math>12 \; մ</math> է։ Նոր բնակարանի մակերեսը պետք է հավասար լինի <math>112 \; քառ. \; մ</math>։ Աշխատանքի արդյունավետ պայմանները այսպիսին են՝
1) պատի գծային մետրի վերանորոգումը նստում է նոր շարվածքի արժեքի 25%-ը.
Այդպիսի պայմաններում ինչպե՞ս ամենաշահավետ ձևով օգտագործել անվնաս մնացած պատը։
[[Պատկեր:Interesting_Algebra_Pic_25.png|270px300px|frameless|thumb|center]]
'''''Լուծում'''''
Դիցուք նախկին պատից պահպանվում է <math>x</math> մետր, իսկ մնացած <math>12-x</math> մետրը քանդում են, որպեսզի ստացված նյութից կրկին բարձրացնեն նոր տան պատի մասը (նկ. 25)։ Եթե նոր նյութից պատի շարվածքի մեկ գծամետրի արժեքը հավասար է <math>a</math>, ապա հին պատի <math>x</math> մետրի վերանորոգումը կարժենա <math>\frac{ax}{4}, \; 12-x</math> երկարությամբ հատվածի բարձրացնելը՝ <math>\frac{a(12-x)}{4}</math>, այդ պատի մնացած մասինը՝ <math>a[y-(12-x)]</math>, այսինքն՝ <math>a(y+x-12)</math>. երրորդ պատինը՝ <math>ax</math>, չորրորդինը՝ <math>ay</math>։ Ամբողջ աշխատանքը կարժենա
<math>\frac{ax}{4}+\frac{a(12-x)}{2}+a(y+x-12)+ax+ay \;=\; \frac{a(7x+8y)}{4}-6a</math>։
հավասարման մեջ, կունենանք՝
<math>\frac{7}{8}x^2 \;=\; 112, \; x \;=\; \sqrt{128} \approx 11,3</math>։
Իսկ քանի որ հին պատի երկարությունը <math>12 \; մ</math> է, ապա քանդման ենթակա է այդ պատի միայն <math>0,7</math> մետրը։
'''''Խնդիր'''''
Մետաղյա ուղղանկյուն թերթը (նկ. 27) ջրորդանի համար պետք է ծռել հավասարակողմ սեղանի հատվածքի ձևով։ Ինչպես երեում երևում է 28-րդ նկարից, այդ կարելի է անել տարբեր եղանակներով։ Ինչպիսի՞ լայնություններ պետք է ունենան կողմնային շերտերը և դրանք ի՞նչ անկյան տակ պետք է ծռված լինեն, որպեսզի ջրորդանի հատվածքն ամենամեծ մակերես ունենա (նկ. 29)։
'''''Լուծում'''''
Դիցուք թերթի լայնությունը <math>l</math> է։ Կnմնային Կnղմնային շերտերի ծալաբացվածքների լայնությունը նշանակենք <math>x</math>-ով, իսկ ջրորդանի հատակի լայնությունը՝ <math>y</math>-ով։ Մտցնենք ևս մի անհայտ <math>z</math>, որի նշանակությունը պարզ է 30-րդ նկարից։
Սեղանի մակերեսը, որ հանդիսանում է ջրորդանի հատվածքը, կլինի՝
այսինքն՝ անփոփոխ է։ Ուստի՝ մեր չորս արտադրիչների արտադրյալը ամենամեծն է, երբ դրանք միմյանց հավասար են, այսինքն՝
<math>y+z \;=\; x+z \text{ </math> և } <math>x+z \;=\; 3x-3z</math>։
Առաջին հավասարումից կունենանք՝
<math>z \;=\; \frac{x}{2} \;=\; \frac{l}{6}</math>։
Այնուհետև, քանի որ <math>z</math> էջը հավասար է <math>x</math> ներքնաձիգի կեսին (նկ. 30), ապա այդ էջի դիմացի անկյունը հավասար է <math>30°</math>, իսկ հիմքի նկատմամբ ջրորդանի կողմերի թեքության անկյունը հավասար է <math>90°+30°= 120°։120°</math>։
Այսպիսով, ջրորդանը կունենա ամենամեծ հատվածք, երբ նրա նիստերը ծալված են կանոնավոր վեցանկյան երեք կից կողմերի ձևով։
<math>3\left(\frac{x}{2\pi}\right)^2 \;=\; 2R^2 \text{ և } x \;=\; \frac{2\pi}{3}R\sqrt{6} \approx 5,13R</math><ref>Գրքում վրիպակ է՝ <math>x \;=\; \frac{2\pi}{3}R\sqrt{5} \approx 5,15R</math>։— ''Մ.''։</ref>։
Աստիճաններով <math>x</math> աղեղը հավասար կլինի <math>295°</math><ref>Գրքում վրիպակ է՝ 235°։— <math>235°</math>։— ''Մ.''։</ref>. նշանակում է՝ կտրված սեկտորի աղեղը պետք է պարունակի ≈65°։<math>\approx 65°</math>։
===ԱՄԵՆԱՊԱՅԾԱՌ ԼՈՒՍԱՎՈՐՎԱԾՈՒԹՅՈՒՆԸ===
Վստահելի
1396
edits