Friday, September 29, 2017

Аналитически сложные решения задачи типа ЕГЭ 18 в R^3 и принцип Кавальери

1. В R^3 заданы 2 множества
         P= {(x,y,z) ∈ R^3 : x ∈ [-∞;+∞] && y^2+z^2 <= R^2 }
         Q= {(x,y,z) ∈ R^3 : y ∈ [-∞;+∞] && x^2+z^2 <= R^2 }
     Укажите наименьший возможный объем A, что формула
          X=(x,y,z)
         (X ∈ P)=>(((X ∈ Q)∧(X ∉ A))=>(X ∉ P))
      тождественно истинна, то есть принимает значение 1
      при любом значении переменной X ∈ R^3  

      ¬P v ¬((X ∈ Q)∧(X ∉ A)) v ¬P =1
      ¬Q v A v ¬P = 1
      A(min) = ¬(¬Qv¬P) = Q^P



Использован принцип Кавальери для расчета элементарными
средствами объема подушки.(смотри документ)



Сопоставим сечения общей части двух одинаковых цилиндров ("подушка")
и шара радиуса R с центром в точке пересечения осей цилиндров параллельными плоскостями, изображенными на рисунке (плоскости параллельны осям цилиндров). Сечение подушки есть квадрат, описанный вокруг сечения сферы (окружности). Отношение площадей сечений постоянное 4/PI ,которое равно отношению объемов рассматриваемых тел.

    V(A(min))=(4/3)*PI*R^3 * (4/PI) = (16/3)*R^3

Тем самым мы избегаем выкладки



2. В R^3 заданы 2 множества
  P= {(x,y,z) ∈ R^3 :  z + tg(alpha)*x <= 0 }
  Q= {(x,y,z) ∈ R^3 :  z ∈ [0;+∞] && x^2+y^2 <= R^2}
Укажите наименьший возможный объем A, что формула
   X=(x,y,z)
   (X ∈ P)=>(((X ∈ Q)∧(X ∉ A))=>(X ∉ P))
тождественно истинна, то есть принимает значение 1
при любом значении переменной X ∈ R^3 

 ¬P v ¬((X ∈ Q)∧(X ∉ A)) v ¬P =1
 ¬Q v A v ¬P = 1
 A(min) = ¬(¬Qv¬P) = Q^P


Проведем плоскость через центр основания О прямого кругового цилиндра радиуса R под углом "alpha" к плоскости основания. Найдем объём части цилиндра - "копыта". Пусть центр системы координат расположен в центре основания цилиндра, ось "z" это ось цилиндра, ось "y" проходит вдоль линии пересечения секущей плоскости и основания цилиндра. Высота копыта (вдоль оси z) Н=R*tg(alpha). Рассмотрим сечение тела плоскостями,
параллельными плоскости x0z, И удаленными от неё на расстояние "y" сопоставим сечения "копыта" и "сферической дольки", высеченной из шара радиуса R двугранным углом и с ребром,проходящим параллельно оси "у" через 0. Сечение "копыта" это прямоугольный треугольник с углом "аlpha". Сечение сферы - это сектор круга, вписанный в сечение "копыта".
Отношение площадей сечений постоянное (Принцип Кавальери) :-
    S1/S2=((R^2-y^2)*tg(alpha))/(R^2-y^2)*alpha = tg(alpha)/alpha
Следовательно , отношение объемов копыта и сферической дольки также равно tg(alpha)/alpha. Объем сферической дольки V1=(2/3)*alpha*R^3
Объем цилиндрического копыта

V2= (2/3)*alpha*R^3*(tg(alpha)/alpha) = (2/3)*tg(alpha)*R^3.

Ответ:  V(A(min))=(2/3)*tg(alpha)*R^3

========
Ссылки :
========
1. Принцип Кавальери

Saturday, September 16, 2017

Быстрые решения некоторых известных задач ЕГЭ типа 18 на делимость ( D(x,A))


   A=> ( D(21) + D (35)) =1
 
   В силу дистрибутивности импликации по отношению к
   дизъюнкции получаем :
       (A => D(21)) + (A => D(35)) = 1

   Откуда  A = 21
 

   ¬A = > ( ¬D(21) ^ ¬D(35))
     A  + ¬ (D(21) + D(35))
     D(21) + D(35) => A

  Откуда А = NOD (21,35) = 7

  

   A => (¬D(21) + D(35)) =1
  ¬A + ¬D(21) +D(35) = 1
  ¬(A^D(21) + D(35) = 1
  A ^D(21) => D(35) = 1
  
 Откуда А(min) = 5

  

 
   ¬A => ( D(6) => ¬D(4)) = 1
     A + ¬D(6) + ¬D(4) = 1
     + ¬(D(6)^D(4) =1
     D(6)^D(4) => A =1

    Откуда A(max) = NOK(6,4)  = 12   
   
 

Wednesday, September 6, 2017

Bitwise2 shooting the tasks 18 (per bit conjunction) recently submitted to VK's newswire (09/2017)

                                                                  Who is warned that is armed             



  To proceed read and understand http://kpolyakov.spb.ru/download/bitwise2.pdf

    ¬Z(77) => ( Z(12) => ¬A) =1
      Z(77) v (¬Z(12) v ¬A) =1

 Per De Morgan conversion we get

   ¬(A^Z(12)) v Z(77) = 1
     A^Z(12) => Z(77) = 1
     Z(12 or A) => Z(77) = 1 

   77 = 1001101 (binary)  - required minimal set of bits equal 1 to be included
                                           into A is highlited
   12 = 0001100 (binary)
   ==============
   A(min) = 1000001        
   Answer : A(min) = 65 (decimal)  




   
¬A => (Z(10) => ¬Z(3)) = 1
  A + ¬Z(10) + ¬Z(3) = 1

 Per De Morgan conversion we get

 ¬(Z(10)Z(3)) + A = 1
  Z(10)Z(3)  => A = 1
  Z(10 or 3) => A =1
 
 10 = 1010 (binary)
v
 3 =   0011 (binary)
=============
A (max) = 1011 = 11