Тема . Векторы и координаты в планиметрии

Введение векторов или координат в планиметрии

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела векторы и координаты в планиметрии
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#126188

На координатной плоскости построена фигура Φ,  состоящая из всех точек, координаты которых удовлетворяют неравенству ||  15  -y√-|| ||   15  √y-||
|x−  2 + 6 3|+|x− 2 − 6 3|≤3.  Фигуру Φ  непрерывно повернули вокруг начала координат на угол π  против часовой стрелки. Найдите площадь множества M,  которое замела фигура Φ  при этом повороте.

Источники: Физтех - 2025, 10.6 ( см. olymp-online.mipt.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Как можно упросить исходное уравнение?

Подсказка 2

Сделайте замену u = y - 20; v = x / (2√3).

Подсказка 3

Заметьте симметрию в получившемся неравенстве: если пара (u,v) ему удовлетворяет, тогда пары (-u,v), (u,-v), (-u,-v) - тоже подойдут.

Подсказка 4

Окажется, что неравенство определяет квадрат (u,v), в котором -4 ≤ u ≤ 4, -4 ≤ v ≤ 4.

Подсказка 5

После обратной замены окажется, что Ф — прямоугольник с центром в (15/2; 0). Найдите прямые, на котором лежат его стороны.

Подсказка 6

Изобразите множество М, которое заметет фигура Ф. У Вас должны получиться 2 дуги, по большей из которых "едут" точки фигуры Ф. Попробуйте что-нибудь посчитать на рисунке.

Показать ответ и решение

Сделаем замену:

            -x-
u =y− 20;v = 2√3-

Тогда первое неравенство имеет вид

|u+ v|+ |u − v|≤ 8

Если пара (u,v)  удовлетворяет данному неравенству, то и пары (− u,v),  (u,−v),  (−u,−v)  ему удовлетворяют, поэтому на координатной плоскости неравенство задаёт множество, симметричное как относительно обеих координатных осей, так и относительно начала координат.

Но при положительных u,v  неравенство эквивалентно

u+v +|u− v|≤ 8,

то есть 2u≤ 8  при u≥ v  и 2v ≤ 8  при u ≤v.

В итоге получаем, что неравенство |u+ v|+ |u − v|≤ 8  определяет квадрат (u,v),  в котором − 4≤ u≤ 4;  − 4≤ u≤ 4.

Значит, после обратной замены приходим к тому, что фигура Φ  — прямоугольник с центром в точке  15
(2 ;0),  стороны которого лежат на прямых x= 6,  x= 9,        √-
y =±9  3.

Множество M,  которое замела фигура Φ,  изображено на рисунке.

PIC

По теореме Пифагора

OE = 6;OB = 18

Тогда

          OE + AB   1
cos∠BOE = --OB----= 2

∠BOE = 60∘

Искомая площадь М складывается из разности площадей двух полукругов (она будет равна π    2     2
2 ⋅(OB − OE )),  площади прямоугольника ABCD  и площади сегмента с меньшей дугой BC  (две половины равных прямоугольников и равных сегментов не попадают в разность полукругов).

Получаем

   π                      (π       1        (2π) )
S = 2 ⋅(OB2 − OE2 )+AB ⋅BC + 3 ⋅OB2 − 2 ⋅OB2 ⋅sin-3  =

  π              √-  ( π      1     √3)
= 2 ⋅(182 − 62)+3 ⋅18 3 + 3 ⋅182− 2 ⋅182⋅2 =

= 252π − 27√3
Ответ:

 252π− 27√3

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!