Предмет: Математика, автор: chelovekrubik

Условие и вопрос на рисунке!!!

Приложения:

cos20093: В задаче фиксирован размер радиуса, а я фиксирую размер стороны квадрата
cos20093: Делаю как бы наоборот
cos20093: Идея в том, что потом можно все "растянуть" до нужного размера. Важно соотношение между радиусом и стороной
cos20093: И важен диапазон допустимых углов, чтобы квадрат был весь внутри угла
cos20093: Можно спросить, как в задаче - "какая наибольшая сторона при заданном радиусе", а можно наоборот - "какой наименьший радиус при заданной стороне".
cos20093: Вы же должны понимать, что величина радиуса не влияет качественно на ответ - MN/R зависит только от углов
cos20093: :) а я даже доказал средствами вашего уровня, что минимальный радиус будет при прямом угле... мда, вот как бывает. Есть такая задача - если вокруг остроугольного треугольника описать окружность, и провести биссектрису одного угла, то она пересечет описанную окружность в точке, равноудаленной от двух других вершин и центра вписанной окружности. Наложите это на предложенный мной чертеж.
cos20093: Вы как там, живы еще? :) Понимаете, что и как я сделал? Может, надо пояснить? Не бойтесь спрашивать - это только среди дураков тот, кто молчит, сходит за умного. :)
cos20093: Уж простите, что я вместо N использовал другую букву - K, но поправлять я уже не буду. Суть решения в том, что отношение стороны квадрата к радиусу вписанной окружности зависит только от углов треугольника AKM. Поэтому надо найти, при каких углах этой отношение максимально. Поэтому при фиксированной KM надо найти минимальный радиус. Ну, это все.

Ответы

Автор ответа: cos20093
2

Ответ:

Пошаговое объяснение:

Я не буду доводить до ответа, а вот сложную ( с моей точки зрения) часть расскажу.

Для начала я заменю эту задачу - другой. Я фиксирую сторону квадрата. тогда получится что-то вроде - смотри чертеж.

Угол A равен 30 градусам, геометрическое место точек A - окружность. При этом квадрат должен находиться внутри угла, поэтому точка A может находиться только на дуге K1M1 этой окружности.

Теперь я задаю такой вопрос - если длина KM фиксирована, какой радиус вписанной в тр-к KMA окружности будет минимальным (если точка А занимает положение на дуге K1M1)?

Центр O вписанной в KMA окружности лежит на биссектрисе AA1, где точка A1 лежит на окружности, описанной вокруг KMA (той самой, по которой бегает точка А, но - в середине нижней дуги KM).

Здесь я сошлюсь на известную задачу, согласно которой A1K = A1M = A1O; доказать это очень просто, рассматривая углы треугольника KOA1, как вписанные углы, и учитывая, что KO - тоже биссектриса. Там получается, что углы OKA1 и KOA1 равны сумме половин углов K и A тр-ка KMA.

Я решил добавить точное доказательство этого факта, поскольку он довольно сложный для восприятия, малоизвестный и полезный.

<KOA1 = <OKA + <KAO = <K/2 + <A/2;

<OKA1 = <K/2 + <MKA1 = <K/2 +<MAA1 = <K/2 + <A/2;

Поэтому треугольник KA1O - равнобедренный, и A1K = A1O;

Уже ясно, что при различных положениях точки A точка O перемещается по окружности с центром в точке A1 и радиусом A1K. Минимальное расстояние до KM будет, если точка A совпадает с M1 (или K1).

Дальше все очевидно. переходя к исходной задаче, надо просто найти катет против угла в 30 градусов в прямоугольном тр-ке с радиусом вписанной окружности 5.

Ну это вы уж сами :).

Приложения:

cos20093: Само собой, вписанная окружность касается KM
cos20093: Ну слушайте, я же писал уже. KM/r = ctg(K/2) + ctg(75-K/2); поэтому задача - это просто найти максимум этой функции, зависящей только от угла K. Для решения этой задачи не важно, что именно фиксировано, r или KM. Я зафиксировал KM, и получил геометрическое обоснование, что минимум r (то есть максимум KM/r) - при K - 90 градусов. А рисовать лишнюю окружность просто нет смысла - нужен именно радиус в точку касания с KM, а он как раз изображен.
cos20093: Мне в таких случаях интересны 2 вещи :) 1) насколько хорошо ученик разберется в этом, и - главное, - 2) какие глаза будут у учителя, когда он это услышит...
Andr1806: Понял, спасибо.
Аноним: Глаза у учителя должны быть добрые, светлые и задумчивые.)
cos20093: Вы абсолютно правы. Но важны также размер и местоположение, а в этом случае глаза у него будут очень большие... и слегка выше обычного...
cos20093: Часть, выделенная курсивом, обычно называется "лемма трезубца" или "теорема трезубца". Кстати, помимо точек K,M,O на окружности с центром A1 лежит еще центр вневписанной окружности. Это почти не надо доказывать, потому что ... (продолжение следует? :) )
cos20093: Кстати, ответ K = 90 по смыслу задачи не полный. Дело в том, что есть еще одно решение - когда угол M прямой. Угол K при этом очень даже острый. К сожалению, это не ошибка, а непоправимая некорректность условия. По существу нужно именно доказать монотонность зависимости KM/r от угла на участках справа и слева от симметричного положения.
cos20093: Поскольку автор не владел тригонометрией, пришлось придумать наглядный способ демонстрации этого. А "доводить" до ответа - дело уже не моё, если честно. Я уже давно все выучил, что хотел, и даже больше.
Похожие вопросы
Предмет: Литература, автор: Аноним
Предмет: Информатика, автор: belovamaria93132