Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела ммо - задания по годам
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#106751

На плоскости даны оси координат с одинаковым, но не обозначенным масштабом и график функции

y = sinx, x ∈(0;α)

Как с помощью циркуля и линейки построить касательную к этому графику в заданной его точке, если:

(a)    (π  )
α ∈ 2;π ;

(b)    (   )
α ∈ 0;π2 ?

Источники: ММО - 2009, первый день, 11.3(см. mmo.mccme.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1, пункт (a)

На самом деле достаточно построить отрезок длины 1(иными словами, восстановить масштаб), ведь касательная имеет угловой коэффициент, равный cos(x) для заданной точки x. А как можно построить отрезок длины 1?

Подсказка 2, пункт (а)

Если удастся отметить точку π/2 на оси oX, то задача будет решена, ведь перпендикуляр к этой оси, проходящий через эту точку, пересекает график синуса в точке (π/2,1), и отрезок между точками пересечения единичный. А как построить эту точку?

Подсказка 3, пункт (а)

Конечно! Используем свойство sin(a) = sin(π-a)! Тогда отрезок между точками (a, sin(a)) и (a, sin(π-a)) параллелен оси oX. А что хорошего можно сказать о перпендикуляре к этому отрезку?

Подсказка 1, пункт (b)

Попробуем построить отрезок, равный синусу какого-нибудь угла? и этот угол так, чтобы они оказались элементами одного прямоугольного треугольника. Как этого можно добиться?

Подсказка 2, пункт (b)

Точно! Выберем на оси oX некоторые a и b и построим отрезок длины sin(a) + sin(b). Легко построить и отрезок длины sin((a+b)/2). А можно ли построить отрезок длины, равной синусу полуразности?

Подсказка 3, пункт (b)

Его можно построить с помощью простых построений середин, но тогда не получится прийти к отрезку длины 1, поэтому нужно найти прямоугольный треугольник. Для этого его нужно построить! Пусть его прямой угол будет в одном конце отрезка длины sin(a) + sin(b) (и его первая вершина соответственно), а вторая — в другом конце этого отрезка. А как получить третью вершину?

Подсказка 4, пункт (b)

Верно! Надо использовать построенный ранее sin((a+b)/2)! Строим окружность радиуса 2sin((a+b)/2) с центром во второй вершине предполагаемого треугольника! Пересечение построенного ранее перпендикуляра к одному из концов отрезка длины sin(a) + sin(b) и этой окружности будет третьей точкой! Чему тогда равен угол этого треугольника при втором конце отрезка длины sin(a)+sin(b)?

Подсказка 5, пункт (b)

Точно! Он равен (a-b)/2! Как уже было отмечено, построить sin((a-b)/2) нетрудно! А как теперь его поместить в наш треугольник, чтобы в нем появился отрезок длины 1?

Показать доказательство

Касательная к графику функции y = sinx,  где x∈ (0;α),  проведённая в заданной его точке (x ,sinx),
  0    0  имеет угловой коэффициент, т.е. тангенс угла наклона к оси Ox,  равный cosx0,  и для её построения при помощи циркуля и линейки достаточно построить отрезок длины 1.  Действительно, имея отрезки 1  и sinx0,  можно построить отрезок |cosx0| (при помощи тригонометрического круга), а значит, и угол, тангенс которого равен cosx0.  Покажем, как построить отрезок длины 1  (т.е. восстановить масштаб).

(a) Из точки A =(a,sina),  где    (π  )
a ∈ 2,α ,  лежащей на графике функции, опустим перпендикуляр на ось Oy  (рис. слева). Так как sin(π− a)= sina,  то этот перпендикуляр пересечёт график функции y =sin x  в точке B =(π− a,sina).  Через середину отрезка AB  проведём прямую, перпендикулярную оси Ox.  Она пересечёт график в точке (π )
 2,1.  Отрезок этой прямой от оси Ox  до графика функции y =sinx  имеет длину 1.

PIC

(b) Здесь несколько труднее построить отрезок единичной длины. Остальные построения будут такими же.

Пусть a  и b  — произвольные точки на оси Ox,  удовлетворяющие условию 0< b< a< α.  Построим отрезок AB  длины sina+ sinb.  Через точку B  проведём луч l,  перпендикулярный отрезку AB.  Окружность с центром в точке A  и радиусом 2sina+b
    2  пересекает луч l  в точке C  (рис. справа). Так как sina+ sinb= 2sina+bcosa−b,
              2     2  то ∠CAB = a−b.
        2  На отрезке BC  отметим точку D  такую, что BD = sin a−b.
        2  Через точку D  проведём прямую, параллельную отрезку AB.  Эта прямая пересечёт отрезок AC  в точке E.  Длина отрезка AE  равна 1,  так как

            a−-b  BD-
sin∠CAB  =sin  2  = AE

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!