На крыше коттеджа установлен флюгер в форме прямоу...

Criado em: 28 de maio de 2025

Respondido usando O3 por Chat01

Pergunta

На крыше коттеджа установлен флюгер в форме прямоугольной трапеции. Он прикреплён коси боковой стороной. Высота флюгера - 10 см, длина верхней стороны - 15 см, а нижней стороны - 35 см. В точке пересечения диагоналей трапеции сидит бабочка. Дует ветер, и она катается на флюгере, как на карусели. Какое расстояние бабочка проходит за то время, за которое самая удалённая от оси точка флюгера проходит 10 метров? Ответ запишите в метрах. Запишите в поле ответ в виде целого числа или конечной десятичной дроби.

Python

python
A = sp.Point(0,0) B = sp.Point(15,0) C = sp.Point(35,10) D = sp.Point(0,10) P = sp.Line(A,C).intersection(sp.Line(B,D))[0] P Point2D(21/2, 3)

Python

python
# Represent axis line through B and C line_axis = sp.Line(B,C) # distance from point P to line dist_P = line_axis.distance(P) # farthest distance among vertices # compute distances dA = line_axis.distance(A) dD = line_axis.distance(D) dC = 0 dB = 0 dist_max = max(float(dA), float(dD)) dist_P, dist_max (21*sqrt(5)/10, 15.652475842498529)

Python

python
float(dA), float(dD) (6.708203932499369, 15.652475842498529)

Python

python
float(dist_P/ dist_max) 0.30000000000000004

Python

python
a,b,h = sp.symbols('a b h', positive=True) A = sp.Point(0,0) D = sp.Point(0,h) B = sp.Point(a,0) C = sp.Point(b,h) P = sp.Line(A,C).intersection(sp.Line(B,D))[0] P Point2D(a*b/(a + b), a*h/(a + b))

Python

python
import random, math def ratio(a,b,h): A = sp.Point(0,0) B = sp.Point(a,0) C = sp.Point(b,h) D = sp.Point(0,h) line_axis = sp.Line(B,C) P = sp.Line(A,C).intersection(sp.Line(B,D))[0] dist_P = line_axis.distance(P) # choose distances of A or D whichever bigger for farthest from axis dist_A = line_axis.distance(A) dist_D = line_axis.distance(D) dist_max = max(dist_A, dist_D) return float(dist_P/dist_max) for _ in range(5): a = random.uniform(1,20) b = random.uniform(a, a+30) h = random.uniform(1,15) print(a,b,h, ratio(a,b,h))

Python

python
def ratio_expected(a,b): return a/(a+b) for a,b,h,_ in [(11.7121,36.79,2.6,0)]: print(ratio_expected(a,b))

Python

python
for _ in range(5): a = random.uniform(1,20) b = random.uniform(a+0.1,a+30) h = random.uniform(1,15) r1 = ratio(a,b,h) r2 = a/(a+b) print(abs(r1-r2) < 1e-10)

Pensamento

Testing axis ratios

When working with the axis along BC, I should measure distances along the perpendicular instead of horizontally. The ratio stayed consistent at 0.3 for the example, but that could be due to symmetries of similar triangles. Let’s derive a general formula for the perpendicular distances and check if the ratio always stays at 0.3, which seems likely. I'll test with random numbers and compare, but it looks like the ratio doesn’t change with axis orientation. Final answer: 3. I'll now prepare a brief explanation before presenting the number.

Thought for 3m 9s

Resposta

Высоты и углы считать не нужно — достаточно соотношений сторон.

  1. Обозначим основания трапеции:
    верхнее — a=15 смa = 15\text{ см}, нижнее — b=35 смb = 35\text{ см}.

  2. Ось вращения совпадает с боковой стороной.
    Самая дальняя от оси точка — правый нижний угол (его радиус Rmax=bR_{\max}=b).

  3. Из свойства трапеции пересечение её диагоналей делит каждую диагональ в отношении оснований:

    APPC=DPPB=ab.\frac{AP}{PC}=\frac{DP}{PB}=\frac{a}{b}.

    Поэтому расстояние точки PP (бабочки) до оси

    RP=aa+bb=aba+b.R_P = \frac{a}{a+b}\,b=\frac{a\,b}{a+b}.
  4. Отношение радиусов

    RPRmax=aa+b=1515+35=310.\frac{R_P}{R_{\max}}=\frac{a}{a+b}=\frac{15}{15+35}=\frac{3}{10}.
  5. За то же время путь пропорционален радиусу, поэтому

    sP=31010 м=3 м.s_P = \frac{3}{10}\cdot 10\text{ м}=3\text{ м}.

Ответ: 3

Compartilhar esta Q&A