сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Том и Джер­ри бе­га­ют друг за дру­гом по трас­се в виде восьмёрки (см. рис.). Они бегут в одном на­прав­ле­нии и с по­сто­ян­ны­ми ско­ро­стя­ми. В на­чаль­ный мо­мент Джер­ри был точно над Томом. Через 20 минут Том ока­зал­ся точно над Джер­ри, причём ни один из них не успел про­бе­жать трас­су пол­но­стью. В мо­мент, когда Джер­ри про­бе­жал ровно один круг с на­ча­ла пути, Том на­ко­нец до­гнал его. После этого они про­дол­жи­ли бе­жать в том же на­прав­ле­нии. Ока­жет­ся ли ещё когда-ни­будь один из них над дру­гим? Тома и Джер­ри счи­тать точ­ка­ми, трас­су  — ли­ни­ей.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Пока Джер­ри про­бе­га­ет малую петлю, Том про­бе­га­ет боль­шую; пока Джер­ри про­бе­га­ет боль­шую петлю, Том про­бе­га­ет боль­шую и малую вме­сте. Обо­зна­чим длины боль­шой и малой пе­тель бук­ва­ми L и l со­от­вет­ствен­но. Тогда по­лу­чим, что L: l= левая круг­лая скоб­ка L плюс l пра­вая круг­лая скоб­ка : L . Если обо­зна­чить L: l через x, то по­лу­чим: x=1 плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: x конец дроби , от­ку­да x в квад­ра­те =x плюс 1. Решая квад­рат­ное урав­не­ние (и учи­ты­вая, что x боль­ше 0 пра­вая круг­лая скоб­ка , по­лу­ча­ем, что от­но­ше­ние длин пе­тель равно зо­ло­то­му се­че­нию, то есть числу \tau= дробь: чис­ли­тель: 1 плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . По­сколь­ку за одно и то же время Джер­ри про­бе­га­ет малую петлю, а Том - боль­шую, то от­но­ше­ние их ско­ро­стей тоже равно τ.

За­ме­тим, что от­но­ше­ние мень­шей петли к боль­шей равно  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: \tau конец дроби =\tau минус 1, а от­но­ше­ние мень­шей петли к пол­но­му кругу  —  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: \tau плюс 1 конец дроби =2 минус \tau (ис­поль­зо­ван­ные здесь свой­ства зо­ло­то­го се­че­ния легко до­ка­зать).

Пусть те­перь Том и Джер­ри по­втор­но ока­за­лись друг над дру­гом. Это зна­чит, с мо­мен­та встре­чи один про­бе­жал целое число (k) кру­гов, дру­гой  — целое число (m) кру­гов плюс малую петлю, то есть m плюс 2 минус \tau кру­гов. От­но­ше­ние прой­ден­ных рас­сто­я­ний долж­но рав­нять­ся от­но­ше­нию ско­ро­стей, то есть зо­ло­то­му се­че­нию. То есть либо k \tau=m плюс 2 минус \tau, либо  дробь: чис­ли­тель: k, зна­ме­на­тель: \tau конец дроби =m плюс 2 минус \tau. Пер­вое при­во­дит к ра­вен­ству \tau левая круг­лая скоб­ка k плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка =m плюс 2, вто­рое  — учи­ты­вая, что \tau в квад­ра­те =\tau плюс 1  — к ра­вен­ству k плюс 1= левая круг­лая скоб­ка m плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка \tau. И то и дру­гое не­воз­мож­но, по­сколь­ку k боль­ше или равно 0, m боль­ше или равно 0 и τ ир­ра­ци­о­наль­но.

 

Ответ: не ока­жет­ся.