Skip to main content

Теория: 06 Задачи на параллельный перенос (короткая версия)

Скриншот экрана
  Скачать
Задание

Канал шириной \(\displaystyle 10\)м делает поворот под прямым углом.

Определите, где должны располагаться мосты через канал, чтобы путь между точками \(\displaystyle A\) и \(\displaystyle B\) (выделен зеленым цветом) был самым коротким. В ответе запишите длину этого пути.

170
м
Решение

Обозначим концы мостов точками \(\displaystyle M,\,N,\,K\) и \(\displaystyle L\small.\)

Тогда весь путь из деревни \(\displaystyle A\) в деревню \(\displaystyle B\) равен:

\(\displaystyle AM+MN+NK+KL+LB\small.\)

Необходимо найти расположение мостов \(\displaystyle MN\) и \(\displaystyle KL\small,\) при котором сумма \(\displaystyle AM+MN+NK+KL+LB\) будет минимальной.

Отметим, что вне зависимости от расположения мостов длины \(\displaystyle MN\) и \(\displaystyle KL\) не меняются.

То есть необходимо найти минимальную сумму \(\displaystyle AM+NK+LB\small.\)


Чтобы это сделать, сместим отрезки так, чтобы они образовывали одну ломаную.

Выполним параллельный перенос отрезка \(\displaystyle AM\) на вектор \(\displaystyle MN\small.\) А отрезок \(\displaystyle LB\) параллельно перенесем на вектор \(\displaystyle LK\small.\)

Тогда 

\(\displaystyle AM+NK+LB=A_1N+NK+KB_1\small.\)

По неравенству треугольника:

 \(\displaystyle A_1N+NK+KB_1\geqslant A_1B_1\small.\)

То есть сумма длин минимальна, когда \(\displaystyle N\) и \(\displaystyle K\) лежат на отрезке \(\displaystyle A_1B_1\small.\)

Найдем длину отрезка \(\displaystyle A_1B_1\) по теореме Пифагора:

\(\displaystyle A_1B_1=150\)м.

Тогда минимальное значение суммы длин \(\displaystyle AM+NK+LB\) равно \(\displaystyle 150\)м.

А минимальное значение длины всего пути:

\(\displaystyle \begin{aligned} AM+MN+NK+KL+LB=(AM+NK+LB)&+MN+KL=\\&=150+10+10=170\text{ \footnotesize м.}\end{aligned}\)


Ответ: \(\displaystyle 170\)м.