長さLの梯子が、3フィート幅のホールから4フィート幅のホールに角を曲がって水平に運ばれる場合、梯子の長さはいくらですか?

長さLの梯子が、3フィート幅のホールから4フィート幅のホールに角を曲がって水平に運ばれる場合、梯子の長さはいくらですか?
Anonim

から始まる線分を考えます。 #(x、0)##(0、y)# 内角を通って #(4,3)#.

この線分の最小の長さは、このコーナーのまわりで操作できる梯子の最大の長さになります。

仮定 #バツ# を超えています #(4,0)# いくつかの倍率によって、 #s#4の

#x = 4 + 4s = 4(1 + s)#

を見て #(1 + s)# 何かから除外される値として後で現れる。

同じような三角形でそれを見ることができます

#y = 3(1 + 1 / s)#

ピタゴラスの定理により、線分の長さの2乗を次の関数として表すことができます。 #s#

#L ^ 2(s)= 3 ^ 2(s ^( - 2)+ 2s ^( - 1)+ 1)+ 4 ^ 2(1 + 2s + s ^ 2)#

通常、最小値を見つけるにはL(s)の導関数を使いますが、この場合はの導関数を取る方が簡単です。 #L ^ 2(s)#.

(もし #L(s)# として最小です #s = s_0#それから #L ^ 2(s)# また最低でも #s = s_0#.)

の一次導関数を取る #L ^ 2(s)# そしてそれをゼロに設定すると、次のようになります。

#3 ^ 2(-2s ^( - 3) - 2s ^( - 2))+ 4 ^ 2(2 - 2s)= 0#

で乗算 #s ^ 3# そしてファクタリングアウト #2(1 + s)#

解くことができます #s#

#s =(3/4)^(2/3)#

この値を次の式に代入すると、 #L ^ 2(s)# そして私は(私がスプレッドシートを使った)平方根をとると、

最大ラダー長 #= 9.87フィート# (約)