Laatikot kolmiossa (ja näköeste)

Anonyymi

Meillä on suorakulmainen kolmio, jonka molemmat kateetit ovat pituudeltaan 1. Sen sisällä on kaksi laatikkoa (eli suorakaidetta). Laatikot ovat toisiaan vasten ja kolmiota vasten (ekalla on kärki kolmion suorakulmaisessa kärjessä ja toisella sivu kolmion sivua vasten ja toinen sivu ensimmäisen laatikon sivua vasten, kummallakin on yksi kärki kolmion hypotenuusalla).
Katsokaa tarkemmin tästä havainne-appletista:

https://www.desmos.com/calculator/qlck2pmtyz

a) Mitkä ovat laatikoiden oikeiden alanurkkien x-koordinaatit (kuvassa pisteet A ja B), kun laatikoiden yhteinen ala on suurin mahdollinen?

b) Oletetaan että kolmio on asetettu x,y-koordinaatistoon kuten yllä linkitetyssä havainne-applikaatiossa eli se on akselien ja suoran x y=1 rajoittama. Nyt kolmioon lisätään päälle "näköeste" (kuvassa mustalla varjostettu alue). Olkoon g(x) = 1/2(1-x^2). Alue y<g(x) ei ole näkyvissä. Mitkä ovat nyt vastaavat sijainnit, jotta laatikoista näkyvä yhteinen ala maksimoituu?

4

86

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • Anonyymi

      Taitaa tulla maksimi 1/3 x-koordinaateilla 1/3 ja 2/3.

      • Anonyymi

        Oikein.

        c) Yleistetään n:lle laatikolle: https://www.desmos.com/calculator/zrsmt8wisy

        d) Yleistetään kolmion hypotenuusa väheneväksi, välillä [0, 1] ei-negatiiviseksi funktioksi f. (Kolmio-tapauksessahan f(x) = 1-x). Ja n:lle laatikolle! Ei nyt oteta mitään näköesteitä, vaikka saahan siihenkin mielivaltaista funktiota pohtia :D


      • Anonyymi

      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Esim. f(x) = 1-x^2

        https://www.desmos.com/calculator/jduucawg42

        Saatteko kukaan muu tuosta neljälle laatikolle tulosta A_max = 0.5671? Minä ratkaisin näin:

        https://www.desmos.com/calculator/zy5ewm7hqv

        Siis lisätään kaavan yksinkertaistamiseksi muuttuja x0, mutta kiinnitetään sen arvo x0=0. Voitaisiinhan siihen lisätä myös x_{N 1} = 1, tiedä sitten helpottaisiko laskuja. Mutta, kun

        g(x) = sum_{j=1}^N (x_j-x_{j-1})f(x_j)

        niin tällöin jokainen yhtälö yhtälöryhmässä grad(g) = 0 olisi muotoa (kun ensimmäinen ja viimeinen (jos otetaan myös x_{N 1} mukaan) unohdetaan, koska tämähän on Lagrangen kertoimet -juttu)

        3x_j^2 - 2x_{j-1}x_j = x_{j 1}^2

        ja 1-x1^2 = t (Lagrangen kerroin). Viimeisestä komponentista ei tule yhtälöä, koska x_{N 1} ei esiinny g:ssä eli toinen Lagrangen kerroin on nolla ja viimeinen ehto on niin sanotusti slacknessissä.

        Muuttujat voidaan tuosta ratkaista toistensa avulla ja siitä tulee sellainen ketjumurtoluvun tyyppinen, jossa on neliöjuuri aina päällä ja kaava 3 2/(sqrt(...)) toistuu. Mutta sitten itse viimeisen muuttujan ratkaiseminen viimeisestä yhtälöstä 3x_N - 2x_{N-1} = 1...
        Noh minä tein sen Sagella ja eliminaatioideaalilla ja sieltä tuli 16. asteen (tai 8. asteen kun korvaa x^2:n x:llä) polynomi, jonka juurista sitten piti valita oikea. Suurin juuri näytti tuottavan suurimman alan.

        Jos käyttääkin ord='invlex' polynomirenkaan määrittelyssä (ja sitten ottaa toiseksi viimeisen Gröbnerin kannasta, sillä siellähän on tietysti se x0 viimeisenä), niin saa polynomin, jonka juuri x1^2 on:

        x^8 - 697176/3666143*x^7 476813052/35499262669*x^6- 17218328/35499262669*x^5 8167986/816483041387*x^4 - 38968/319493364021*x^3 19052/22045042117449*x^2 - 8/2449449124161*x 1/198405379057041

        Eli ei sen helpompi, mutta saman x1 = sqrt(0.085566) = 0.2925 sieltä saa suurimpana juurena.


    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. Yritykset verolle ja yritystuet 10 mrd. eur/v pois

      Kiristämistapauksissa yrityksille sanotaan hei hei. Suomi ei tarvitse yhteiskunnan rahoilla "yrittämistä". Yhteiskunta v
      Maailman menoa
      194
      2695
    2. Riikan perintö: ennätysvelka, ennätystyöttömyys ja ennätysverotus

      Tavallisen keskituloisen suomalaisen verotus on kireintä vuosikymmeniin, ja ensi vuonna palkansaajien käteen jää vieläki
      Maailman menoa
      61
      2671
    3. Mikä on sinun ja kaivattusi ikä

      💕💕💕💕
      Ikävä
      184
      2655
    4. Sannalta jälleen fiksu lausunto johtamisesta

      "I used to think the best argument would win – but real leadership means listening, understanding where people come from
      Maailman menoa
      75
      2288
    5. Riikka se runnoo työttömyyttä lisää

      Menkää töihin! "15–74-vuotiaiden työttömyysasteen trendiluku oli lokakuussa 10,3 prosenttia. Työttömiä oli yhteensä 276
      Maailman menoa
      74
      2144
    6. Sanna Antikainen (ps) : Vornasen pyssy suututti demarit

      https://www.suomenuutiset.fi/sanna-antikaisen-kolumni-vornasen-pyssy-suututti-demarit-mutta-kuka-puhuu-totta/ Vornasen
      Maailman menoa
      41
      2135
    7. Riikka Purra on ihana, jämpti

      Hän yrittää saada Suomen taas kuntoon. Sanoo asiat suoraan, eikä piiloudu kapulakielen taakse. Riikan kaltaisia päättä
      Maailman menoa
      2
      2025
    8. Hallinto-oikeus totesi Sysmän kunnanjohtajan potkut laittomiksi (YLE Lahti 24.11.2025)

      Että näin sitten: Hallinto-oikeus totesi Sysmän kunnanjohtajan potkut laittomiksi – valtuuston päätös nurin ja 50 000 la
      Sysmä
      73
      1636
    9. Onko sulla jotain

      Suunnitelmia?
      Ikävä
      146
      1497
    10. Sorsa: kuvaputki - Lipponen: kaasuputki - Marin: ryppyputki

      Nuo kolme demaria ovat poikkeuksia Suomen poliittisessa historiassa. Ovat ainoita, jotka ovat kyenneet nostamaan puolue
      2
      1395
    Aihe