Тема . Межрегиональная им. И. Я. Верченко (криптография)

Геометрия и комбигео на Верченко

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела межрегиональная им. и. я. верченко (криптография)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#90280

Четыре компьютера, расположенные в вершинах квадрата ABCD  , соединены прямолинейными отрезками проводов с сервером, который находится в точке пересечения диагоналей O  . Сторона квадрата равна 2 м. Несложно заметить, что для такого подключения потребуется  √-
4 2  метров провода. Чтобы уменьшить длину проводов, вам разрешается передвинуть сервер из точки O  в любую другую точку O1  , а также компьютер из точки A  в любую другую точку A1  так, чтобы новая суммарная длина проводов S =O1A1 +O1B + O1C+ O1D  была как можно меньше. Разрешается компьютеры и сервер размещать в одной точке (например, точка A1  может совпасть с точкой B  ). Компьютеры в вершинах B,C,D  двигать нельзя. Чему равно минимальное значение S  ?

Источники: Верченко - 2024, 11.5 (см. ikb.mtuci.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Что можно сказать о А₁ и O₁? Они совпадают, если мы ищем минимальное значение S(почему?). Тогда пусть А₁ = O₁ = K. Что можно сказать о расположении K? Где она должна лежать?

Подсказка 2

Симметричность расположения точек B и D, подсказывает, что сумма DK + KB наименьшая, когда K лежит на диагонали AC. Предположим обратное. Тогда нам нужна какая-то точка на диагонали, чтобы показать, что для неё S меньше. Какую бы выбрать?

Подсказка 3

Конечно, основание перпендикуляра K на AC, пусть это точка K₁. Если CK > CK₁ (длина наклонной и проекции), то что делать с DK + KB непонятно. Обычно на помощь всегда приходит неравенство треугольника. Но треугольника с необходимыми сторонами нет, значит, его нужно построить!

Подсказка 4

Теперь, когда доказано, что K лежит на диагонали, достаточно обозначит один из отрезков ОK или KC за x. Тогда S превратиться в некоторую функцию от х, у которой нужно будет найти минимум на отрезке [0; √2].

Показать ответ и решение

Заметим, что точки A
 1  и O
 1  совпадают.

Действительно, пусть минимум достигается на конфигурации, где это не так. Но тогда, сдвинув точку A1  в точку O1  , мы длину проводов уменьшим. Таким образом, компьютер A1  и сервер O1  должны оказаться в некоторой точке K (K =A1 =O1).

Покажем, что K  лежит на диагонали AC  .

Предположим обратное. Пусть K1  — основание перпендикуляра, опущенного из точки K  на прямую AC  . Покажем, что сумма расстояний от точки K1  до вершин B,C,D  , которую обозначим SK1 = K1B + K1C+ K1D  , меньше аналогичной суммы SK = KB +KC  +KD  . Длина проекции меньше длины наклонной, поэтому K1C < KC  . Чтобы доказать, что

K1D + K1B <KD  +KB   (1)

отразим отрезок BD  относительно прямой KK1  (при этом точка B  перейдет в точку B1  , точка D  — в точку D1  ).

PIC

Точки B,K1,D1  окажутся на одной прямой. Тогда K1D + K1B = K1D1+ K1B =D1B  , и при этом KD  +KB = KD1 + KB > D1B  . Неравенство (1) доказано. Следовательно, SK1 < SK  , а значит, искомая точка K  должна лежать на диагонали.

Пусть OK =x  . Рассмотрим функцию

S(x)= KC + KB +KD  =2∘x2-+-2+√2-− x

PIC

 ′      ∘ -2---
S(x)= 2x∕  x + 2− 1

На отрезке [0;√2]  функция S(x)  принимает минимальное значение в точке x0 =∘2-∕3,  а само минимальное значение равно

S(x )= 2∘2-∕3+2-+√2-− ∘2-∕3= √6+ √2
   0
Ответ:

 √6-+√2

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!