Az elforgatott ellipszisbe írható legnagyobb területű téglalapról

Hasonló dokumentumok
A főtengelyproblémához

Ellipszis átszelése. 1. ábra

Szabályos fahengeres keresztmetszet geometriai jellemzőinek meghatározása számítással

Az egyenes ellipszishenger ferde síkmetszeteiről

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

Ellipszis perspektivikus képe 2. rész

A magától becsukódó ajtó működéséről

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

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

A szabályos sokszögek közelítő szerkesztéséhez

Felső végükön egymásra támaszkodó szarugerendák egyensúlya

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

Érdekes geometriai számítások 10.

A Cassini - görbékről

Ellipszis vezérgörbéjű ferde kúp felszínének meghatározásához

Egy sík és a koordinátasíkok metszésvonalainak meghatározása

Aszimmetrikus nyeregtető ~ feladat 2.

A hordófelület síkmetszeteiről

Egy általános helyzetű lekerekített sarkú téglalap paraméteres egyenletrendszere. Az egyenletek felírása

Egy geometriai szélsőérték - feladat

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

Poncelet egy tételéről

Fa rudak forgatása II.

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

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

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

Egy érdekes statikai - geometriai feladat

Egy sajátos ábrázolási feladatról

A tűzfalakkal lezárt nyeregtető feladatához

Az elliptikus hengerre írt csavarvonalról

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

A konfokális és a nem - konfokális ellipszis - seregekről és ortogonális trajektóriáikról

Az ötszög keresztmetszetű élszarufa kis elmozdulásainak számításáról

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

A gúla ~ projekthez 2. rész

Egy felszínszámítási feladat a tompaélű fagerendák témaköréből

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 ;

A kötélsúrlódás képletének egy általánosításáról

Egy mozgástani feladat

Egy nyíllövéses feladat

Rugalmas láncgörbe alapvető összefüggések és tudnivalók I. rész

A ferde tartó megoszló terheléseiről

Egy kötélstatikai alapfeladat megoldása másként

A Lenz - vektorról. Ha jól emlékszem, először [ 1 ] - ben találkoztam a címbeli fogalommal 1. ábra.

További adalékok a merőleges axonometriához

A kör és ellipszis csavarmozgása során keletkező felületekről

Tető - feladat. Az interneten találtuk az [ 1 ] művet, benne az alábbi feladatot és végeredményeit ld. 1. ábra.

Függőleges koncentrált erőkkel csuklóin terhelt csuklós rúdlánc számításához

Ellipszissel kapcsolatos képletekről

A bifiláris felfüggesztésű rúd mozgásáról

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

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

A középponti és a kerületi szögek összefüggéséről szaktanároknak

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

A lengőfűrészelésről

Egy ismerős fizika - feladatról. Az interneten találtuk az [ 1 ] könyvet, benne egy ismerős fizika - feladattal 1. ábra.

Fénypont a falon Feladat

A merőleges axonometria néhány régi - új összefüggéséről

A csúszóvágásról, ill. - forgácsolásról

Egy kinematikai feladat

Egy érdekes nyeregtetőről

Síkbeli csuklós rúdnégyszög egyensúlya

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

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

Egy másik érdekes feladat. A feladat

Vonatablakon át. A szabadvezeték alakjának leírása. 1. ábra

T s 2 képezve a. cos q s 0; 2. Kötélstatika I. A síkbeli kötelek egyensúlyi egyenleteiről és azok néhány alkalmazásáról

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

A hajlított fagerenda törőnyomatékának számításáról II. rész

Rönk kiemelése a vízből

Keresztezett pálcák II.

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

Egy másik alapfeladat fűrészelt, illetve faragott gerendákra. 1. ábra

Egy háromlábú állvány feladata. 1. ábra forrása:

A kettősbelű fatörzs keresztmetszeti rajzolatáról

Az ötszög keresztmetszetű élszarufa keresztmetszeti jellemzőiről

Szökőkút - feladat. 1. ábra. A fotók forrása:

Hely és elmozdulás - meghatározás távolságméréssel

1. ábra forrása: [ 1 ]

Kiegészítés a merőleges axonometriához

A kardáncsukló kinematikája I. A szögelfordulások közti kapcsolat skaláris levezetése

A gúla ~ projekthez 1. rész

Egymásra támaszkodó rudak

A tetők ferde összekötési feladatainak megoldása

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

A kerekes kútról. A kerekes kút régi víznyerő szerkezet; egy gyakori változata látható az 1. ábrán.

A közönséges csavarvonal érintőjének képeiről

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

Kecskerágás már megint

A térbeli mozgás leírásához

A csavarvonal axonometrikus képéről

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Sorozatok II.

Vontatás III. A feladat

Henger és kúp metsződő tengelyekkel

Tető nem állandó hajlású szarufákkal

Egy újabb látószög - feladat

Befordulás sarkon bútorral

Egy kétszeresen aszimmetrikus kontytető főbb geometriai adatainak meghatározásáról

A fák növekedésének egy modelljéről

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

Átírás:

1 Az elforgatott ellipszisbe írható legnagyobb területű téglalapról Előző dolgozatunkban melynek címe: Az ellipszisbe írható legnagyobb területű négyszögről már beharangoztuk, hogy találtunk valami érdekeset az interneten fellelhető szakirodalomban [ 1 ]. Minthogy oroszul ma már viszonylag kevesen olvasnak akár csak egy kicsit is, így összefoglaljuk a fellelt fontosabb tudnivalókat. Ehhez tekintsük az 1. ábrát is! 1. ábra forrása: [ 1 ] Itt azt látjuk, hogy egy a vízszinteshez képest α szöggel elforgatott nagytengelyű ellipszis - be beírtak egy vízszintes és függőleges oldalakkal bíró téglalapot. Keressük e téglalap területének maximumát. A megoldás lépései az alábbiak. 1. A ellipszis kanonikus egyenletének felírása Legyenek az eredeti ellipszis koordináta - tengelyei u és v. Az Ouv k. r. - ben az ellipszis egyenlete: ( 1 ) ahol a és b az ellipszis féltengely - hosszai. 2. Az ellipszis egyenletének felírása az elforgatott koordináta - rendszerben Az alkalmazandó és könnyen ellenőrizhető transzformációs képletek az alábbiak: ( 2 ) ( 3 )

2 Most ( 1 ), ( 2 ) és ( 3 ) - mal: ( 4 ) Ez az ellipszis egyenlete az eredetihez képest α szöggel elforgatott Oxy k. r. - ben. Átalakítva: ( 4 / 1 ) Elvégezve itt a négyzetre emeléseket: ( 5 ) Rendezve: Tovább alakítva: ( 5 / 1 ) Új jelöléseket vezetünk be: ( 5 / 2 ) ( 6 ) ( 7 ) ( 8 ) Most ( 5 / 2 ) és ( 6 ), ( 7 ), ( 8 ) - cal: rendezve: ( 9 ) ( 10 ) 3. Egy rész - téglalap területének meghatározása A ( 10 ) egyenletet a megoldó - képlettel megoldva: ( 11 )

3 átalakítva: eszerint: ( 12 ) ( 13 ) A ( 7 ) egyenletből leolvasható, hogy a > b miatt B < 0, így ( B ) > 0; eszerint, az 1. ábra jelöléseinek is megfelelően: ( 14 ) Ekkor azonban a téglalap y oldalhosszának kifejezése: ( 15 ) most ( 12 ), ( 13 ) és ( 15 ) - tel: azaz: ( 16 ) Az 1. ábrán berajzolt egy téglalap területe: majd ( 16 ) és ( 17 ) szerint: ( 17 ) ( 18 ) A téglalap - terület szélső értéket vehet / vesz fel a ( 19 ) egyenletből számítható x 0 helyen. Most ( 18 ) és ( 19 ) szerint: innen: rendezve:

4 ( 20 ) innen: ebből pedig: ( 21 ) Minthogy x egy oldalhossz, így ( 22 ) majd ( 21 ) és ( 22 ) - vel:. ( 23 ) Ezután ( 16 ) és ( 23 ) - mal:, ( 24 ) majd ( 20 ) és ( 24 ) szerint:. ( 25 ) Ezután ( 17 ), ( 23 ) és ( 25 ) - tel: ( 26 )

5 A ( 26 ) képlet alkalmazásához a nevezőt kiszámítjuk; ( 6 ), ( 7 ), ( 8 ) szerint: ( 27 ) ( 28 ) Most ( 26 ), ( 27 ) és ( 28 ) szerint:, ( 29 ) innen: ( 30 ) majd ( 26 ) és ( 30 ) - cal: ( 31 ) Ez az ellipszisbe rajzolható legnagyobb területű jobb oldali téglalap területe. 4. A két rész - téglalap együttes területének meghatározása Minthogy a teljes ellipszisbe a bal oldalra is berajzolható egy ilyen téglalap, így az ellipszisbe berajzolt két téglalap együttes területe: ( 32 )

6 Most vessük össze ( 32 ) - t az előző dolgozat ( ED 9 ) képletével! Azt találjuk, hogy a két érték megegyezik. Ez azt jelenti, hogy az ellipszisbe berajzolható egyenes és ferde téglalapok területe, illetve területösszege egyenlő. Ez egy eléggé meglepő fejlemény. Most ( 8 ), ( 23 ) és ( 30 ) szerint: 5. A rész - téglalapok méreteinek meghatározása ( 33 ) Majd ( 8 ) és ( 25 ) szerint: ( 34 ) A szorzatuk pedig: α - tól függetlenül, ahogy ( 31 ) szerint lennie is kell. Megjegyzések: M1. Az [ 1 ] dolgozat célja volt a nem kör keresztmetszetű fűrészrönk felfűrészelésekor realizálható kihozatali százalék optimalizálása. Minthogy a kör és az ellipszis keresztmet - szetű rönk kihozatali százaléka ahogyan azt az előző dolgozatban láttuk megegyezik, és mivel az egyenes és a ferde ellipszis keresztmetszetből nyerhető kihozatali százalék

7 is megegyezik, ez azt is jelenti, hogy csak egyféle az itteni optimumot megvalósító választék termelése esetén a veszteségi százalék 36,34 %, vagyis a kihozatali százalék mindegyik mondott választékra elméletileg 63,66 %. M2. Az már egy másik kérdés, hogy ezt az elméleti optimumot hogyan, milyen eszközök alkalmazásával kívánják elérni, illetve a leeső részeket hogyan kívánják továbbfeldolgoz - ni. Valószínű, hogy végiggondolták már valahol ezt is, a Feldmann ~ Sapiro elvhez ha - sonlóan. A jelek szerint úgy tűnik, hogy az [ 1 ] mű szerzője foglalkozott e témával is. M3. Az, hogy az elméleti optimum maximum, a szemlélet alapján közvetlenül belátható. M4. Az még nem teljesen világos, hogy egy adott elliptikus keresztmetszetű rönkből miért vágnánk ki a gerendát, illetve más fűrészáru - féleségeket az 1. ábra szerinti módon, ha megtehetnénk az előző dolgozat 1. ábrája szerinti módon is. Talán a fahibák megléte indokolhatja az ilyen fűrészüzemi vágásmódot is. M5. Ha beütjük a Google - keresőbe az Ellipticity of logs kereső - kifejezést, akkor több nyugati anyag is előjön; ezek főként tapasztalati / kísérleti eredményeket ismertetnek, pl. grafikonos formában, nem dolgoznak szélsőérték - számítással. Bizonyára nem vélet - len, hogy az egyébként gyakorlatilag is hasznosított Feldmann ~ Sapiro - elvet is oroszok fejlesztették ki, annak idején, szélsőérték - számításra alapozva azt. Ehhez ld. egy korábbi dolgozatunkat is, melynek címe: A Feldmann ~ Sapiro - elv igazolása. M6. Az [ 1 ] dolgozat internetes változatában számos sajtóhibát találtunk. Ez azonban nem csökkenti szerzőjének érdemeit, valamint az eredeti gondolat és az eredmények szépségét. Irodalom: [ 1 ] Novosjolov, A. V.: Elliptyicsnoszty breven i optyimalnüje razmerü pilomatyerialov in: Gyerevoobrabotka, Trudü II Mezsdunarodnogo Jevrazijszkogo Szimpoziuma Jekatyerinburg, 2007. Sződliget, 2015. 04. 01. Összeállította: Galgóczi Gyula mérnöktanár