Учеба и наука

Движущиеся точки - вопрос №273754

По двум перпендикулярным прямым, которые пересекаются в точке О, движутся две точки М1 и М2 по направлению к точке О со скоростями 1 м/с и 2 м/с соответственно.Достигнув точки О, они продолжают своё движение.В первоначальный момент времени М1О=1м, М2О=17м.Через сколько секунд расстояние между точками М1 и М2 будет минимальным?

май 19, 2012 г.

  • Всего ответов: 1

  • Андрей FaceOff - аватарка

    Андрей FaceOff

    1-й в Технологиях

    так как прямые перпендикулярны будем считать их осями координат и обозначим что М1 движется по X и имеет в момент времени координаты x1=-1 и y1=0, при чем y1=0 постоянно, а x1 во времени изменяется как x1=t-1

    тогда M2 движется по Y и имеет начальные координаты x2=0 и y2=-17, при чем x2=0 так же константа, а y2 во времени изменяется как y2=2t-17

    в декартовой системе координат расстояние между точками (x1,y1) и (x2,y2) вычисляется по формуле (для отображения формул в тексте воспользуемся нотацией типичной для многих языков прогрмаммирования, sqrt — корень кадрадный, ^ — возведение в степень)

    s=sqrt((x1-x2)^2+(y1-y2)^2)

    уточним координаты в соответсвии с условиями и в зависимости от времени

    s=sqrt((t-1-0)^2+(0-(2t-17))^2)

    s=sqrt((t-1)^2+(17-2t)^2)

    s=sqrt((t^2-2t+1)+(17^2-2*17*2t+4t^2))

    s=sqrt(t^2-2t+1+289-68t+4t^2)

    s=sqrt(5t^2-70t+290)

    так как вычисялется расстояние — мы рассматриваем только положительный корень из выражения

    очевидно что минимум всего выражения будет достигнут при минимуме выражения под корнем

    5t^2-70t+290

    далее очевидно что минимульное значение не зависит от константы в выражении, достатончо исследовать выражение на области значений t от 0 и до плюс бесконечности

    5t^2-70t

    возьмем производную

    5*2t-70

    и приравняем к 0

    10t-70=0

    10t=70

    t=7

    экстреммум исследуемого выражения лежит в точке t=7, то есть в момент времени 7 секунд от начального

    несложная табличка в экселе позволяет убедиться в правильности результата путем числленной проверки

    /> /> />
    tM1 XM2 Y S
    0-1-17 17,02938637
    10-15 15
    21-13 13,03840481
    32-11 11,18033989
    43-9 9,486832981
    54-7 8,062257748
    65-5 7,071067812
    76-3 6,708203932
    87-1 7,071067812
    981 8,062257748
    1093 9,486832981
    11105 11,18033989
    12117 13,03840481
    13129 15
    141311 17,02938637
    151413 19,10497317
    161515 21,21320344

     

    май 20, 2012 г.

Похожие вопросы

Решено

Решите задачу, составив пропорцию

сентябрь 23, 2013 г.

Учеба и наука

в трех автобусах 75 пассажиров...

апрель 10, 2013 г.

Учеба и наука