Vinnaren i pepparkakshustävlingen!
  • 1
  • 2
2020-07-24, 14:13
  #13
Medlem
Igni-ferroques avatar
Citat:
Ursprungligen postat av UnknownJunkie
Som Rubriken lyder vad är den maximala storleken på
2st cirklar som skall rymmas innuti en rektangel vars dimmensioner
är 105cm x 150cm
samt 120cm x 150cm


Finns det något smart sätt/formler för denna typ av problem?

Skissartad lösning:

Rita figur. Placera en cirkel till vänster i triangeln så den rör vid vänstra väggen och "taket". Kalla radien r1. Placera den andra cirkeln så den vidrör "golvet" och högra väggen, kalla radien r2.

För maximal yta så måste cirklarna vidröra varandra i någon punkt. Alltså kan man dra en rak linje mellan centrum på cirkel ett till cirkel två med längd r1+r2. Denna linje bildar också hypotenus i en triangel med höjd = (105-r1-r2) samt bas = (150-r1-r2). Det ser man med figur.

Alltså är (r1+r2)^2 = (105-r1-r2)^2+(150-r1-r2)^2.
Samtidigt vet man att total area = pi*r1^2 +pi*r2^2
Man kan nu exempelvis sätta r1+r2 = l i första ekvationen och lösa den andragradare som uppstår. Lösningen man är intreserad av är det l som ger högsta möjliga värde på r1+r2.

Sedan uttrycker man tex r1 som funktion av r2 och sätter in i ekvation 2, deriverar och hittar maxima.
Man måste också kolla att det är maxima, men det löser du!
Citera
2020-07-24, 15:17
  #14
Medlem
Nails avatar
Citat:
Ursprungligen postat av Igni-ferroque
Skissartad lösning:

Rita figur. Placera en cirkel till vänster i triangeln [?] så den rör vid vänstra väggen och "taket". Kalla radien r1. Placera den andra cirkeln så den vidrör "golvet" och högra väggen, kalla radien r2.

För maximal yta så måste cirklarna vidröra varandra i någon punkt. Alltså kan man dra en rak linje mellan centrum på cirkel ett till cirkel två med längd r1+r2. Denna linje bildar också hypotenus i en triangel med höjd = (105-r1-r2) samt bas = (150-r1-r2). Det ser man med figur.

Alltså är (r1+r2)^2 = (105-r1-r2)^2+(150-r1-r2)^2.
Samtidigt vet man att total area = pi*r1^2 +pi*r2^2
Man kan nu exempelvis sätta r1+r2 = l i första ekvationen och lösa den andragradare som uppstår. Lösningen man är intreserad av är det l som ger högsta möjliga värde på r1+r2.

Sedan uttrycker man tex r1 som funktion av r2 och sätter in i ekvation 2, deriverar och hittar maxima.
Man måste också kolla att det är maxima, men det löser du!

"2st Likadana Cirklar" enligt rubrik ...
Citera
2020-07-24, 15:35
  #15
Medlem
Igni-ferroques avatar
Citat:
Ursprungligen postat av Nail
"2st Likadana Cirklar" enligt rubrik ...

Ojdå, höll på med lunchen samtidigt så det blev litet väl snabb leverans!. Men r1=r2 gör lösningen snäppet enklare.
Citera
2020-07-24, 16:09
  #16
Medlem
Ghibellinos avatar
Om vi betecknar cirklarnas diameter med x, ritar in den ena längst ned till vänster och en andra längst upp till höger så får vi följande samband:

2 * ✓((x/2)^2 - (a/2 - x/2)^2) + x = b, vilket är en andragradare.

Den rätta lösningen är x = a + b - √(2ab)

Svaret har redan givits av OldAndWise ovan.
Citera
2020-07-24, 16:37
  #17
Medlem
Japp, detta är ett geometriskt problem.
Hypotenusa i tidigare nämnd triangel är D och kan för fallet med sidlängder 120x150 beskrivas med Pythagoras sats:
D^2 = (120-D)^2 + (150-D)^2
D^2 = 120^2 - 240D + D^2 + 150^2 - 300D + D^2
D^2 - 540D + 120^2 + 150^2 = 0
D = 540/2 - sqrt ( (540/2)^2 - (120^2 + 150^2) )
D = 77,52

Motsvarande för sidlängder 105x150:
D = 80,26
Citera
2020-07-24, 20:32
  #18
Medlem
UnknownJunkies avatar
Citat:
Ursprungligen postat av Stockholmsjevel
Haha, berätta vad du kom fram till... Även en spånskiva räknas väl som formel?

ca 77cm blev det haha
Citera
2020-07-24, 20:40
  #19
Medlem
UnknownJunkies avatar
Citat:
Ursprungligen postat av OldAndWise
Om vi antar att rektangelns sidor är a och b, samt att b < 2a så blir diametern på cirkeln:

a + b - sqrt(2*a*b)

Ex:

105 och 150 ger 77,52

Snöre, spånskiva spik och penna gav mig ett ca svar på 77cm så det stämmer säkerligen det du skriver.
skall koma ihåg denna formel Tackar

Citat:
Ursprungligen postat av Ghibellino
Om vi betecknar cirklarnas diameter med x, ritar in den ena längst ned till vänster och en andra längst upp till höger så får vi följande samband:

2 * ✓((x/2)^2 - (a/2 - x/2)^2) + x = b, vilket är en andragradare.

Den rätta lösningen är x = a + b - √(2ab)

Svaret har redan givits av OldAndWise ovan.

Tackar ödmjukast endå

Citat:
Ursprungligen postat av MegaPascal
Japp, detta är ett geometriskt problem.
Hypotenusa i tidigare nämnd triangel är D och kan för fallet med sidlängder 120x150 beskrivas med Pythagoras sats:
D^2 = (120-D)^2 + (150-D)^2
D^2 = 120^2 - 240D + D^2 + 150^2 - 300D + D^2
D^2 - 540D + 120^2 + 150^2 = 0
D = 540/2 - sqrt ( (540/2)^2 - (120^2 + 150^2) )
D = 77,52

Motsvarande för sidlängder 105x150:
D = 80,26


hmm.. det skiljer sig lite från de andra svaren.. close enough
verkligheten är ofta betydlig mera flytande än matematik haha, det går om man pressar lite

Citat:
Ursprungligen postat av UnknownJunkie
ca 77cm blev det haha
så här blev det för att jag inte förstod hur citera flera funktionen fungerade :P

Tackar alla som visat engagemang i detta
Citera
2020-07-24, 21:21
  #20
Medlem
Citat:
Ursprungligen postat av Yarrah
Man kan väl lägga cirklarna längs en av diagonalerna? I så fall

sqrt(a*a + b*b) / 2 , i det större fallet 96 mm

Nej det kan man inte. Tänk på fallet 200x100, och jämför med min (korrekta) formel ovan.
Citera
  • 1
  • 2

Skapa ett konto eller logga in för att kommentera

Du måste vara medlem för att kunna kommentera

Skapa ett konto

Det är enkelt att registrera ett nytt konto

Bli medlem

Logga in

Har du redan ett konto? Logga in här

Logga in