7 svar
670 visningar
Louiger är nöjd med hjälpen
Louiger 470
Postad: 22 mar 2019 18:11

Gränsvärde - Koncentriska cirklar 

Man har en oändlig följd av koncentriska cirklar (dvs cirklar med samma centrum), där radierna

r0, r1, r2, ...

bildar en geometrisk talföljd med kvoten k, 0 < k < 1.
Från en punkt på den yttersta cirkeln dras en tangent till cirkeln närmast innanför, från tangeringspunkten en tangent till nästa cirkel, och så vidare. Beteckna tangenternas längder med l0, l1, l2, ... .

Bestäm kvoten k så att summan av serien blir lika med den yttersta cirkelns omkrets.

 

Ser att uppgiften har varit uppe tidigare i gamla pluggakuten, men de var inte till så mycket hjälp då jag redan kommit lika långt.

Jag är inte så bra på att uttrycka mig i text pga dyslexi, så kolla gärna bilden!!! Jag har sammanfattat det jag gjort på bilden, efter massor av försök har jag inte kommit längre än hit. Fattar inte mer.

Laguna 28468
Postad: 22 mar 2019 18:25

Jag ser inte att du utnyttjar att r1 = k*r0. Du kan förenkla uttrycket r02-r12\sqrt{r_0^2 - r_1^2} då.

Albiki 5096 – Fd. Medlem
Postad: 22 mar 2019 18:25

Radierna bildar en geometrisk talföljd.

  • Det betyder att kvoten av två radier alltid är lika med samma konstant, l1\l0=kl_1\l_0 = k.
  • Det betyder att avståndet l0l_0 kan skrivas som

        l0=r0·1-k2l_0=r_0\cdot\sqrt{1-k^2}.

Louiger 470
Postad: 22 mar 2019 18:38 Redigerad: 22 mar 2019 18:39
Laguna skrev:

Jag ser inte att du utnyttjar att r1 = k*r0. Du kan förenkla uttrycket r02-r12\sqrt{r_0^2 - r_1^2} då.

Jag upplevde inte att det blev så förenklat av det därför uteslöt jag det från sammanställningen. Fick det till q=r12-r22/r02-r12\sqrt{r_1^2 - r_2^2}/\sqrt{r_0^2 - r_1^2} Jag provade även att sätta in {r22=r12/r0}\{r_2^2=r_1^2/r_0} och vidareutv utan framgång 

AlvinB 4014
Postad: 23 mar 2019 10:08 Redigerad: 23 mar 2019 10:08

Eftersom radierna är en geometrisk talföljd med kvot qq (eller kk som uppgiften kallar det, men det är ju samma sak) kommer ju r1r_1 att vara lika med q·r0q\cdot r_0 (och r2=q·r1r_2=q\cdot r_1 o.s.v., detta är ju definitionen av en geometrisk talföljd). Om du sätter in detta i ditt uttryck får du ju:

q=2πr02πr0-r02-(qr0)22πr0q=\dfrac{2\pi r_0}{2\pi r_0}-\dfrac{\sqrt{r_0^2-(qr_0)^2}}{2\pi r_0}

Detta går att förenkla så att man blir av med alla r0r_0 i HL. Då får man en ekvation med vilken man kan lösa ut qq.

Albiki 5096 – Fd. Medlem
Postad: 23 mar 2019 13:02 Redigerad: 23 mar 2019 13:06
Albiki skrev:

Radierna bildar en geometrisk talföljd.

  • Det betyder att kvoten av två radier alltid är lika med samma konstant, l1\l0=kl_1\l_0 = k.
  • Det betyder att avståndet l0l_0 kan skrivas som

        l0=r0·1-k2l_0=r_0\cdot\sqrt{1-k^2}.

Jag vet inte varför du väljer att ignorera min hjälp, men för den läsare som är mer intresserad av min hjälp än du skriver jag detta. 

Samma resonemang upprepas på övriga koncentriska cirklar.

Avståndet

    li=ri2-ri+12=ri1-k2\displaystyle l_{i} = \sqrt{r_i^2-r_{i+1}^2} = r_{i}\sqrt{1-k^2} 

ger den sökta serien

    i=0li=1-k2·i=0ri=r0·1-k2·i=0ki.\displaystyle\sum_{i=0}^{\infty}l_i = \sqrt{1-k^2}\cdot\sum_{i=0}^{\infty}r_i = r_0 \cdot \sqrt{1-k^2}\cdot\sum_{i=0}^{\infty} k^{i}.

Om förhållandet mellan cirklarnas radier är 0<k<10 < k < 1 så är den geometriska serien

    i=0ki=11-k\displaystyle\sum_{i=0}^{\infty}k^{i} = \frac{1}{1-k}

vilket ger den sökta serien 

    r01-k21-k=r0(1-k)(1+k)(1-k)2=r01+k1-k.\displaystyle r_0 \frac{\sqrt{1-k^2}}{1-k} = r_0 \sqrt{\frac{(1-k)(1+k)}{(1-k)^2}} = r_0\sqrt{\frac{1+k}{1-k}}.

Kravet är att denna serie ska vara lika med omkretsen 2πr02\pi r_0 vilket bestämmer förhållandet k.k.

    4π2=1+k1-kk=4π2-14π2+10.95.\displaystyle 4\pi^2 = \frac{1+k}{1-k} \iff k = \frac{4\pi^2-1}{4\pi^2+1} \approx 0.95.

Louiger 470
Postad: 23 mar 2019 14:14
Albiki skrev:
Albiki skrev:

Radierna bildar en geometrisk talföljd.

  • Det betyder att kvoten av två radier alltid är lika med samma konstant, l1\l0=kl_1\l_0 = k.
  • Det betyder att avståndet l0l_0 kan skrivas som

        l0=r0·1-k2l_0=r_0\cdot\sqrt{1-k^2}.

Jag vet inte varför du väljer att ignorera min hjälp, men för den läsare som är mer intresserad av min hjälp än du skriver jag detta. 

Samma resonemang upprepas på övriga koncentriska cirklar.

Avståndet

    li=ri2-ri+12=ri1-k2\displaystyle l_{i} = \sqrt{r_i^2-r_{i+1}^2} = r_{i}\sqrt{1-k^2} 

ger den sökta serien

    i=0li=1-k2·i=0ri=r0·1-k2·i=0ki.\displaystyle\sum_{i=0}^{\infty}l_i = \sqrt{1-k^2}\cdot\sum_{i=0}^{\infty}r_i = r_0 \cdot \sqrt{1-k^2}\cdot\sum_{i=0}^{\infty} k^{i}.

Om förhållandet mellan cirklarnas radier är 0<k<10 < k < 1 så är den geometriska serien

    i=0ki=11-k\displaystyle\sum_{i=0}^{\infty}k^{i} = \frac{1}{1-k}

vilket ger den sökta serien 

    r01-k21-k=r0(1-k)(1+k)(1-k)2=r01+k1-k.\displaystyle r_0 \frac{\sqrt{1-k^2}}{1-k} = r_0 \sqrt{\frac{(1-k)(1+k)}{(1-k)^2}} = r_0\sqrt{\frac{1+k}{1-k}}.

Kravet är att denna serie ska vara lika med omkretsen 2πr02\pi r_0 vilket bestämmer förhållandet k.k.

    4π2=1+k1-kk=4π2-14π2+10.95.\displaystyle 4\pi^2 = \frac{1+k}{1-k} \iff k = \frac{4\pi^2-1}{4\pi^2+1} \approx 0.95.

Åhh tack då har jag troligtvis varit väldigt nära, men gjort slarvfel ngn stans. Ska kolla igenom när mitt barn sover.

Louiger 470
Postad: 23 mar 2019 14:16
AlvinB skrev:

Eftersom radierna är en geometrisk talföljd med kvot qq (eller kk som uppgiften kallar det, men det är ju samma sak) kommer ju r1r_1 att vara lika med q·r0q\cdot r_0 (och r2=q·r1r_2=q\cdot r_1 o.s.v., detta är ju definitionen av en geometrisk talföljd). Om du sätter in detta i ditt uttryck får du ju:

q=2πr02πr0-r02-(qr0)22πr0q=\dfrac{2\pi r_0}{2\pi r_0}-\dfrac{\sqrt{r_0^2-(qr_0)^2}}{2\pi r_0}

Detta går att förenkla så att man blir av med alla r0r_0 i HL. Då får man en ekvation med vilken man kan lösa ut qq.

Ok! Tack! Ska kolla när mitt barn sover

Svara Avbryt
Close