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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#119904

Сотовая связь — это целый мир возможностей. Но чтобы пользоваться ими, нужно быть в зоне действия базовой станции. Сети GSM (2G) имеют мощность, которая позволяет покрывать территорию радиусом до 35 километров на открытой местности. В городских условиях, где много зданий, зона приема сигнала значительно уменьшается. Сети 3G и 4G (LTE) работают на более высоких частотах, чем сети 2G, и их сигнал хуже проникает сквозь препятствия и больше подвержен помехам. В сетях GSM было достаточно нескольких вышек, чтобы покрывать большие территории, а для 3G и 4G сетей для обеспечения надежной связи требуется больше вышек.

В городе установлен ретранслятор GSM сети, который обеспечивает покрытие в пределах окружности радиусом R = 24  км. Центр окружности — основание вышки. Однако из-за особенностей рельефа зона покрытия этого ретранслятора ограничена хордой, проведенной внутри этой окружности. Хорда находится на расстоянии d= 3  км от центра окружности.

В меньшем сегменте, образованном хордой, необходимо установить два дополнительных ретранслятора (3G вышки) так, чтобы их зоны покрытия касались друг друга, хорды и основной окружности. Каждый из этих ретрансляторов имеет круговую зону покрытия одинакового радиуса r.

Найдите радиусы зон покрытия двух дополнительных ретрансляторов, которые нужно установить в меньшем сегменте. Определите площадь части меньшего сегмента, которая не попадает в зону действия дополнительных ретрансляторов.

Источники: ШВБ - 2025, 11.6 (см. olymp.bmstu.ru)

Показать ответ и решение

Пусть 3G  вышки имеют одинаковый радиус действия r.  Радиус основной окружности R,  расстояние от центра большой окружности до хорды d.  Введем точки, как показано на чертеже: O  — центр большой окружности, C,  D  — центры маленьких окружностей, K  — точка касания маленьких окружностей, E  — точка касания окружности с хордой. OP =d  — заданное расстояние от центра до хорды AB.

PIC

Тогда из рисунка понимаем следующие вещи:

CE ⊥ AB,  OP ⊥AB,  CE ∥OP,  CD ∩ OG =K

OC = R− r,  CK = r,  OK = d+r

Запишем теорему Пифагора для △OCK  и выразим меньший радиус:

      2  2       2     2             2  2
(R − r) = r +(d+ r) =⇒ r + 2r(d+ R)− (R  − d )= 0

            ∘--2-----
r= −(R +d)+  2R + 2Rd

Подсчитаем площадь части сегмента, которая не попадает в зону действия ретрансляторов 3G.
Пусть ∠AOP  =α,  Sc = Sсегмента,S3 — площадь покрытая действие вышки 3G.

Выразим нужные нам синусы и косинусы углов, а потом посчитаем нужную площадь как разность:

      OP    d          ∘---(-d)2            d∘ ---(d-)2
cosα= OA- =R- =⇒ sin α=  1 −  R-  =⇒ sin2α= 2R- 1−  R-

                                   (       ∘ -------)
            1 2              2  1 2       d    ( d)2      2
S =Sc− 2S3 = 2R (2α − sin 2α )− 2πr = 2R (2α − 2R 1− R- ) − 2πr

Подставим значения R = 24,  d= 3:

r= −(24+3)+ ∘2-⋅24⋅(24+3)= −27+ √362 = 36− 27= 9

      1        3√7-          1
cosα = 8, sinα = -8-, α =arccos8

Итого, подставив все значения, получаем конечный ответ:

        (               √-)            (          √-)
S = 1 ⋅242 2arccos1 − 2 ⋅ 1⋅ 3-7 − 2π ⋅92 = 288 2arccos1− 3-7 − 162π
   2           8     8  8                     8   32
Ответ:

 r= 9км,S = 576arccos1− 162π− 27√7
                  8

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!