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

72

    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. Ikävöin sinua kokoyön!

      En halua odottaa, että voisin näyttää sinulle kuinka paljon rakastan sinua. Toivon, että uskot, että olen varsin hullun
      Ikävä
      62
      4499
    2. KALAJOEN UIMAVALVONTA

      https://www.kalajokiseutu.fi/artikkeli/ei-tulisi-mieleenkaan-jattaa-pienta-yksinaan-hiekkasarkkien-valvomattomalla-uimar
      Kalajoki
      159
      3378
    3. Kadonnut poika hukkunut lietteeseen mitä kalajoella nyt on?

      Jätelautta ajautunut merelle ja lapsi uponnut jätelautan alle?
      Kalajoki
      58
      2707
    4. Jos sinä olisit pyrkimässä elämääni takaisin

      Arvelisin sen johtuvan siitä, että olisit taas polttanut jonkun sillan takanasi. Ei taida löytyä enää kyliltä naista, jo
      Tunteet
      49
      2604
    5. Hukkuneet pojat kalajoella pakolaisia?

      Eivät osanneet suomea nimittäin.
      Maailman menoa
      140
      2575
    6. Älä mahdollisesti ota itseesi

      En voinut tietää. Sitäpaitsi.. niin
      Ikävä
      24
      1903
    7. Joku hukkui Hyrynsalmella?

      Oliko mökkiläinen taas?
      Hyrynsalmi
      24
      1741
    8. Ota nainen yhteyttä ja tee Tikusta asiaa?

      Niin sitten minä teen Takusta asiaa.
      Ikävä
      30
      1636
    9. Mitä sinä mietit

      Mies?
      Ikävä
      174
      1600
    10. Metsästysmökki

      Metsästyskortti saapui. Lisäksi metsästysmökki varata!
      Kuhmo
      41
      1313
    Aihe