Érdekes geometriai számítások 10.



Hasonló dokumentumok
Egy újabb térmértani feladat. Az [ 1 ] könyvben az interneten találtuk az alábbi érdekes feladatot is 1. ábra.

w u R. x 2 x w w u 2 u y y l ; x d y r ; x 2 x d d y r ; l 2 r 2 2 x w 2 x d w 2 u 2 d 2 2 u y ; x w u y l ; l r 2 x w 2 x d R d 2 u y ;

Ellipszis átszelése. 1. ábra

Felső végükön egymásra támaszkodó szarugerendák egyensúlya

Fiók ferde betolása. A hűtőszekrényünk ajtajának és kihúzott fiókjának érintkezése ihlette az alábbi feladatot. Ehhez tekintsük az 1. ábrát!

Érdekes geometriai számítások Téma: Szimmetrikus kontytető tetősíkjai lapszögének meghatározásáról

Ellipszis vezérgörbéjű ferde kúp felszínének meghatározásához

A főtengelyproblémához

Egy másik érdekes feladat. A feladat

Aszimmetrikus nyeregtető ~ feladat 2.

Egy érdekes nyeregtetőről

Fa rudak forgatása II.

A tűzfalakkal lezárt nyeregtető feladatához

Érdekes geometriai számítások Téma: A kardáncsukló kinematikai alapegyenletének levezetése gömbháromszögtani alapon

Végein függesztett rúd egyensúlyi helyzete. Az interneten találtuk az [ 1 ] munkát, benne az alábbi érdekes feladatot 1. ábra. Most erről lesz szó.

Fénypont a falon Feladat

Egy érdekes statikai - geometriai feladat

Egy általánosabb súrlódásos alapfeladat

A gúla ~ projekthez 2. rész

Az elforgatott ellipszisbe írható legnagyobb területű téglalapról

Érdekes geometriai számítások 9.

A középponti és a kerületi szögek összefüggéséről szaktanároknak

Az elliptikus hengerre írt csavarvonalról

Forogj! Az [ 1 ] munkában találtunk egy feladatot, ami beindította a HD - készítési folyamatokat. Eredményei alább olvashatók. 1.

Az egyenes ellipszishenger ferde síkmetszeteiről

Síkbeli csuklós rúdnégyszög egyensúlya

Egy geometriai szélsőérték - feladat

Ellipszis perspektivikus képe 2. rész

Két naszád legkisebb távolsága. Az [ 1 ] gyűjteményben találtuk az alábbi feladatot és egy megoldását: 1. ábra.

Egy sík és a koordinátasíkok metszésvonalainak meghatározása

Egy újabb látószög - feladat

Az eltérő hajlású szarufák és a taréjszelemen kapcsolatáról 1. rész. Eltérő keresztmetszet - magasságú szarufák esete

A merőleges axonometria néhány régi - új összefüggéséről

Egy kérdés: merre folyik le az esővíz az úttestről? Ezt a kérdést az után tettük fel magunknak, hogy megláttuk az 1. ábrát.

A kötélsúrlódás képletének egy általánosításáról

Lépcső beemelése. Az interneten találkoztunk az [ 1 ] művel, benne az 1. ábrával.

Két körhenger általánosabban ( Alkalmazzuk a vektoralgebrát! ) 1. ábra

Egy mozgástani feladat

A gúla ~ projekthez 1. rész

Érdekes geometriai számítások 5. Folytatjuk a sorozatot. 5. Téma: Egy fontos szögösszefüggés gömbháromszögtani igazolása

Egy kétszeresen aszimmetrikus kontytető főbb geometriai adatainak meghatározásáról

A loxodrómáról. Előző írásunkban melynek címe: A Gudermann - függvényről szó esett a Mercator - vetületről,illetve az ezen alapuló térképről 1. ábra.

A hordófelület síkmetszeteiről

Egy forgáskúp metszéséről. Egy forgáskúpot az 1. ábra szerint helyeztünk el egy ( OXYZ ) derékszögű koordináta - rendszerben.

Összefüggések egy csonkolt hasábra

t, u v. u v t A kúpra írt csavarvonalról I. rész

További adalékok a merőleges axonometriához

Az ötszög keresztmetszetű élszarufa keresztmetszeti jellemzőiről

Chasles tételéről. Előkészítés

A szabályos sokszögek közelítő szerkesztéséhez

Egy kinematikai feladathoz

Egy sajátos ábrázolási feladatról

Megoldások. Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma)

Ismét a fahengeres keresztmetszetű gerenda témájáról. 1. ábra forrása: [ 1 ]

Egy gyakorlati szélsőérték - feladat. 1. ábra forrása: [ 1 ]

Az R forgató mátrix [ 1 ] - beli képleteinek levezetése: I. rész

Néhány véges trigonometriai összegről. Határozzuk meg az alábbi véges összegek értékét!, ( 1 ) ( 2 )

A manzárdtetőről. 1. ábra Forrás: of_gambrel-roofed_building.

A csúszóvágásról, ill. - forgácsolásról

A csavarvonal axonometrikus képéről

Kocka perspektivikus ábrázolása. Bevezetés

A magától becsukódó ajtó működéséről

Ellipszis rajzolásához

Poncelet egy tételéről

Kiegészítés a három erő egyensúlyához

Henger és kúp metsződő tengelyekkel

A ferde szabadforgácsolásról, ill. a csúszóforgácsolásról ismét

Lövés csúzlival. Egy csúzli k merevségű gumival készült. Adjuk meg az ebből kilőtt m tömegű lövedék sebességét, ha a csúzlit L - re húztuk ki!

Az élszarufa és a szelemenek kapcsolódásáról

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI EMELT SZINT Trigonometria

Egy érdekes statikai feladat. Az interneten találtuk az [ 1 ] művet, benne az alábbi feladattal.

A közönséges csavarvonal érintőjének képeiről

A kardáncsukló kinematikája I. A szögelfordulások közti kapcsolat skaláris levezetése

Trigonometria Megoldások. 1) Igazolja, hogy ha egy háromszög szögeire érvényes az alábbi összefüggés: sin : sin = cos + : cos +, ( ) ( )

Egy variátor - feladat. Az [ 1 ] feladatgyűjteményben találtuk az alábbi feladatot. Most ezt dolgozzuk fel. Ehhez tekintsük az 1. ábrát!

A bifiláris felfüggesztésű rúd mozgásáról

A ferde tartó megoszló terheléseiről

Függőleges koncentrált erőkkel csuklóin terhelt csuklós rúdlánc számításához

Egy kötélstatikai alapfeladat megoldása másként

Kecskerágás már megint

5. házi feladat. AB, CD kitér élpárra történ tükrözések: Az ered transzformáció: mivel az origó xpont, így nincs szükség homogénkoordinátás

9. Trigonometria. I. Nulladik ZH-ban láttuk: 1. Tegye nagyság szerint növekvő sorrendbe az alábbi értékeket! Megoldás:

Egy felszínszámítási feladat a tompaélű fagerendák témaköréből

Hely és elmozdulás - meghatározás távolságméréssel

A fő - másodrendű nyomatékok meghatározása feltételes szélsőérték - feladatként

A mandala - tetőről. Ehhez tekintsük az 1. ábrát is! θ = 360/n. 1. ábra [ 6 ].

Vonatablakon át. A szabadvezeték alakjának leírása. 1. ábra

A 2014/2015. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny első forduló MATEMATIKA I. KATEGÓRIA (SZAKKÖZÉPISKOLA) Javítási-értékelési útmutató

Rönk mozgatása rámpán kötelekkel

A Cassini - görbékről

Rönk kiemelése a vízből

Egy háromlábú állvány feladata. 1. ábra forrása:

Kosárra dobás I. Egy érdekes feladattal találkoztunk [ 1 ] - ben, ahol ezt szerkesztéssel oldották meg. Most itt számítással oldjuk meg ugyanezt.

A felcsapódó kavicsról. Az interneten találtuk az alábbi, a hajítás témakörébe tartozó érdekes feladatot 1. ábra.

Ellipszissel kapcsolatos képletekről

Az Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny tanévi második fordulójának feladatmegoldásai. x 2 sin x cos (2x) < 1 x.

Egy kinematikai feladat

Befordulás sarkon bútorral

A kettősbelű fatörzs keresztmetszeti rajzolatáról

A véges forgatás vektoráról

Átírás:

1 Érdekes geometriai számítások 10. Találtunk az interneten egy könyvrészletet [ 1 ], ahol egy a triéder - geometriában fontos összefüggést egyszerű módon vezetnek le. Ennek eredményét összevetjük más úton nyert összefüggéseinkkel, ami tetőgeometriai ismereteinket tovább gazdagíthatja. A kifejtéshez tekintsük az 1. ábrát is! 1. ábra Itt azt láthatjuk, hogy a triéder / háromél egyik élére az A pontban egy merőleges síkot állítottunk, amely kimetszette a triéderből az ABC háromszöget, ezzel együtt pedig az A - nál lévő x lapszöget is. Közvetlen feladatunk: az x lapszög kifejezése az élek által bezárt α, β, γ szögekkel. Előkészítésként: ( 1 ) ( 2 ) Most írjuk fel kétféleképpen a BC távolság négyzetét! Koszinusz - tétellel: ( 3 ) ( 4 ) Most ( 3 ) és ( 4 ) - gyel: ( 5 ) Majd ( 1 ), ( 2 ) és ( 5 ) - tel: egyszerűsítve:

2 azonos átalakítással: rendezve: innen: ( 6 ) Ez a keresett kifejezés. Alkalmazzuk ezt esetére! Ekkor ( 6 ) és ( 7 ) szerint: ( 7 ) ( 8 ) Most emlékeztetünk arra a tényre, hogy egy korábbi dolgozatunkban melynek címe: Érdekes geometriai számítások - 9. levezettük a téglalap alaprajzú, ϕ 1 és ϕ 2 tetőhajlású kontytetőre, hogy a szomszédos tetősíkok olyan ϕ szöget zárnak közre, melyre nézve fennáll, hogy ( 9 ) Minthogy az itteni jelöléssel x = ϕ, ezért ( 9 ) átírható: ( 10 ) Most a ( 8 ) és ( 10 ) egyenletek azonosságát kell belátnunk. Ehhez tekintsük a 2. ábrát is! 2. ábra

3 Eszerint: ( 11 ) ( 12 ) így ( 8 ), ( 11 ) és ( 12 ) - vel: tehát: ( 13 ) vagyis ( 8 ) és ( 10 ) ugyanazt fejezik ki. A ( 13 ) képletből kapjuk még, hogy ( 14 ) Úgy tűnik, megint sikerült nagyobb rálátásra szert tennünk a közönséges kontytető esetére. Megjegyzések: M1. A fentiekkel látszólag nem vagyunk előrébb, mint korábban. Valójában igen, mert a ( 6 ) és a belőle származtatott ( 10 ) képletek előállításához nem kellett gömbháromszög - tani kifejezésekkel bajlódni. Ez komoly előny lehet a kezdő számára. M2. Az [ 1 ] munkában még további átalakításokat is végeznek a ( 6 ) képleten. Most ezt is megmutatjuk. Egy trigonometriai azonossággal [ 2 ] : ( 15 ) Majd ( 6 ) - ból: ( 16 ) ezután megint egy ismert azonossággal: most ( 16 ) és ( 17 ) - tel: ( 17 ) ( 18 ) Ismét egy azonossággal:

4 ( 19 ) majd ( 18 ) és ( 19 ) - cel: ( 20 ) ezután ( 15 ) és ( 20 ) - szal: innen: ( 21 ) Gyökvonással: ( 22 ) Innen: majd ebből: ( 23 ) Hasonlóképpen levezethetően a másik két lapszögre fennállnak, hogy ( 24 ) valamint: ( 25 )

5 M3. Az utóbbi képletek nagyfokú szimmetriát mutatnak. Ha jók ez valószínű, hiszen nagyrészt az [ 1 ] forrásból származnak, akkor fenn kell állnia az alábbi típusú korláto - zásoknak: ( a ) ( b ) ( c ) ( a1,2 ) ( b1,2 ) ( c1,2 ) Képezve az ( a ), ( b ), ( c ) relációk összegét, kapjuk, hogy, vagy ( d1 ) A szemlélet alapján a ( d1 ) relációnál erősebb megszorítást is adhatunk: minthogy ( e ) így ( e ) - vel: ( d2 ) Azonban ismét a szemléletre alapozva további megszorítás is tehető; nevezetesen: a ( d ) képletekben szereplő szögösszeg a triéder oldalainak összege kisebb 2π - nél, azaz: ( d3 ) Ezt [ 3 ] ban úgy magyarázzák, hogy különben nem lehetne ilyen szögtartományok - ból a triédert összeragasztani. Egy másik szemléltető példa a 3. ábra szerinti. Itt a szögösszeg: ( d4 ) Ez ugyan nem bizonyítás, azonban látható belőle, hogy esetén a térbeli helyzet síkbelivé fajul, a triéderből monoéder lesz; ennek elkerülése végett ( d3 ), illetve ( d4 ) - nek fenn kell állnia.

6 3. ábra [ 1 ] ben az alábbi korlátozások olvashatók e feladat kapcsán: Ezek közül a harmadikat ( b1 ), a másodikat (d4 ) alatt találtuk meg. Az első pedig kiolvasható a ( 23 ), ( 24 ), ( 25 ) képletekből, a ( k ) ( f1 ) ( f2 ) ( f3 ) típusú összefüggésekből. Azt találtuk, hogy a számítással kapott képletek taglalásával a triéder élei által bezárt szögek közötti relációkra deríthető fény. Ez nem annyira egyszerű feladat, mint ahogyan azt a fentiekben láthattuk is. M4. A triéder geometriájának vizsgálata során sok szerző a gömbháromszögtan megfelelő összefüggéseit alkalmazza. Erre láthatunk példát a [ 4 ] internetes anyagban is. Itt megtalálhatjuk pl. a ( d4 ) összefüggés igazolását is.

7 Irodalom: [ 1 ] R. V. Gangnusz ~ Ju. O. Gurvic: Geometrija, Csaszty 2. Sztyereometrija Moszkva, Knyiga po Trebovanyiju,? vagy: https://books.google.hu/books?id=yw_7agaaqbaj&printsec=frontcover&dq=inauthor: %22%D0%A0.%D0%92.+%D0%93%D0%B0%D0%BD%D0%B3%D0%BD%D1%83% D1%81%22&hl=hu&sa=X&ei=08UWVaGoJsjtO5_NgZgC&ved=0CB4Q6AEwAA#v=o nepage&q&f=false [ 2 ] Obádovics J. Gyula: Matematika 15. kiadás, Scolar Kiadó, Budapest, 1998. [ 3 ] Reiman István: A geometria és határterületei Gondolat, Budapest, 1986. [ 4 ] http://phil.elte.hu/~attila/math/geometriajegyzet/geometria_.pdf Sződliget, 2015. március 30. Összeállította: Galgóczi Gyula mérnöktanár