Какова ширина крыши сарая, имеющего квадратную форму и установленного на шести вертикальных опорах, основания трех

Какова ширина крыши сарая, имеющего квадратную форму и установленного на шести вертикальных опорах, основания трех из которых лежат в плоскости боковой стены (см. рисунок)? Средняя опора находится по середине между малой и большой опорами. Известно, что высота большой опоры составляет 3,5 метра, а высота средней опоры - 2,9 метра. Кроме того, площадь крыши больше площади боковой стены сарая на 3,54 м². Сколько метров шириной является крыша сарая?
Sonya_4720

Sonya_4720

Для решения данной задачи, нам необходимо использовать геометрические формулы и логику рассуждений. Давайте начнем:

По условию задачи, сараи имеют квадратную форму и установлены на шести вертикальных опорах. Представим крышу сарая как плоскость, продолжение боковой стены, и рассмотрим ее ширину.

Обозначим через \(x\) сторону основания крыши сарая. Так как сарай имеет квадратную форму, то и сторона основания тоже равна \(x\). Также, по условию, мы знаем, что шесть вертикальных опор сарая расположены следующим образом: три из них лежат в плоскости боковой стены, а остальные три - на середине между малой и большой опорами.

Согласно геометрическим свойствам, каждая опора находится в середине своего отрезка. Поэтому, расстояние между малой и средней опорами равно расстоянию между средней и большой опорами. Обозначим это расстояние через \(d\). Тогда, расстояние между малой и большой опорами будет равно \(2d\).

Теперь обратимся к высоте опор. По условию, высота большой опоры равна 3,5 метра, а высота средней опоры - 2,9 метра.

Зная эти данные, мы можем записать уравнение для площади крыши сарая, используя площадь основания сарая и значение разницы в высоте опор:

\[S_{\text{крыши}} = S_{\text{основания}} + \Delta S_{\text{высоты}}\]

где \(S_{\text{основания}} = x^2\) - площадь основания сарая, \(S_{\text{крыши}}\) - площадь крыши сарая, а \(\Delta S_{\text{высоты}}\) - разница в площадях высот опор.

Теперь найдем каждое из значений:

\[S_{\text{основания}} = x^2\]

\(\Delta S_{\text{высоты}} = 3 \cdot 2d\) (так как разница в высоте опор будет появляться на трех сторонах крыши)

Теперь, учитывая, что площадь крыши также больше площади боковой стены сарая на 3,54 м², мы можем записать следующее уравнение:

\[S_{\text{крыши}} = S_{\text{боковой стены}} + 3,54\]

Так как сарай имеет квадратную форму, площадь боковой стены равна площади одной его стороны, а также равна \(x \cdot h_{\text{боковой стены}}\), где \(h_{\text{боковой стены}}\) - высота боковой стены.

Согласно условию, высота большой опоры равна 3,5 метра. Так как средняя опора расположена по середине между малой и большой, мы можем сделать вывод о том, что высота малой опоры равна \(3,5 - 2,9 = 0,6\) метра.

Теперь, подставим все значения в уравнение:

\[S_{\text{крыши}} = x^2 + 3 \cdot 2d\]
\[S_{\text{крыши}} = x^2 + 3 \cdot 2 \cdot \left(\frac{2d + 0}{2}\right)\] (расстояние между малой и средней опорами равно расстоянию между средней и большой опорами)
\[S_{\text{крыши}} = x^2 + 6d\]
\[S_{\text{крыши}} = x^2 + 6(x - d) \cdot d\] (так как \(2d\) это расстояние между малой и большой опорами, то \(x - d\) это расстояние от малой опоры до серединной опоры, а значит \(6(x - d)\) это площадь боковой стены)
\[S_{\text{крыши}} = x^2 + 6(xd - d^2)\]
\[S_{\text{крыши}} = x^2 + 6xd - 6d^2\]

Используя уравнение площади крыши, мы также можем записать уравнение для площади боковой стены:

\[S_{\text{боковой стены}} = x \cdot h_{\text{боковой стены}} = x \cdot d\]

Подставляем значение площади боковой стены в уравнение для площади крыши:

\[S_{\text{крыши}} = S_{\text{боковой стены}} + 3,54\]
\[x^2 + 6xd - 6d^2 = xd + 3,54\]
\[x^2 - xd + 6xd - 6d^2 - xd - 3,54 = 0\]
\[x^2 + 4xd - 7d^2 - 3,54 = 0\]

Теперь нам нужно решить уравнение относительно \(x\). Для этого, мы можем использовать формулу для нахождения корней квадратного уравнения:

\[x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}\]

Где \(a = 1\), \(b = 4d\) и \(c = -7d^2 - 3,54\)

Подставляем значения и находим \(x\):

\[x = \frac{-4d \pm \sqrt{(4d)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-7d^2 - 3,54)}}{2 \cdot 1}\]
\[x = \frac{-4d \pm \sqrt{16d^2 + 28d^2 + 14,16}}{2}\]
\[x = \frac{-4d \pm \sqrt{44d^2 + 14,16}}{2}\]
\[x = \frac{-4d \pm \sqrt{4(11d^2 + 3,54)}}{2}\]
\[x = \frac{-4d \pm 2\sqrt{11d^2 + 3,54}}{2}\]
\[x = -2d \pm \sqrt{11d^2 + 3,54}\]

Таким образом, ширина крыши сарая равна \(-2d \pm \sqrt{11d^2 + 3,54}\) метров. Учитывая, что \(d\) - положительное значение, ширина крыши сарая будет:

\[x = -2d + \sqrt{11d^2 + 3,54}\]

Подставьте значение \(d\) из условия и округлите ответ до нужной точности для окончательного значения ширины крыши сарая.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello