והשבוע חידה ברוח הימים האלה, שחיבר למעננו דן:

חיילים גילו שני פתחי מנהרות, האחד ברדיוס של חמישה מטרים והשני ברדיוס של ארבעה מטרים.
הוחלט לחפור מסביב לכל פתח מנהרה תעלה עמוקה בצורה של משולש ישר זווית שתחסום את פתח המנהרה (שרטוט 1).

הדחפור חופר רק מטרים שלמים, והחפירה עולה אלף שקלים למטר. מפעיל הדחפור מצא שאורך התעלה שחפר שווה עבור שני הפתחים.

עליכם למצוא:

1. מהו הסכום ששולם למפעיל הדחפור? 

2. כדי לחסוך זמן וכסף יש לחפור בצורה החסכונית ביותר. כמה אחוזים מהתשלום ניתן לחסוך באמצעות שיטת חפירה יעילה יותר?

 

בהצלחה!

פזיה



הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בתגובה לכתבה זו ואנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.

 (הערה: מהשרטוט נובע כי h=a-r+b-r,  כלומר: r=(a+b-h)/2 . תוכלו להיעזר בנוסחה זו לצורך פתרון החידה)
 
 
 (הערה: מהשרטוט נובע כי h=a-r+b-r,  כלומר: ="font-size:>
 
 

8 תגובות

  • תומר

    תשלום למפעיל הדחפור

    לא ניתן לדעת כמה שילמו למפעיל הדחפור, כי רוב התשלום הולך לבעלי הדחפור.
    אבל עם נניח שמפעיל הדחפור הוא חייל בשרות חובה, אז התשלום שיקבל הוא ללא קשר לעבודה שביצע.

  • רמי

    עוד על הקפות שלמות

    א - מינימום עם מצולע משוכלל לכל מנהרה:
    ניתן לחפור מסביב פתח מנהרה 4 תעלה עמוקה בצורה של מצולע משוכלל בן 13 צלעות (או 26 צלעות), כל צלע באורך 2 מ' בדיוק (או 1 מ' ל 26 צלעות) .
    כמו כן ניתן לחפור מסביב פתח מנהרה 5 תעלה עמוקה בצורה של מצולע משוכלל בן 16 צלעות (או 32 צלעות), כל צלע באורך 2 מ' בדיוק (או 1 מ' ל 32 צלעות) .
    סה"כ 58 מ' בדיוק שנותן חסכון של 51.67% .

    ב - מינימום עם אותם מצולעים משוכללים:
    אם נרצה לחפור את אותם המצולעים המשוכללים לכל אחד מהמנהרות, אז מינימום נקבל עבור מצולעים בני 7 או 9 צלעות , באורך צלע של 4 מ' למנהרה 4 ו 5 מ' למנהרה 5 (בשני המקרים).
    בשני המקרים סה"כ ההיקף 63 מ' . וחסכון של 47.5%.

  • רמי

    פתרון

    1) מחפשים a ו b שלמים כך שעבור רדיוסים שונים 4 ו- 5 , הקף המשולשים a+b+h יהיה זהה.
    נפתור משוואה a^2+b^2=(a-r+b-r)^2 (r ידוע (4 או 5),a ו- b הם הנעלמים)
    כלומר מחפשים a ו- b שלמים המקיימים 0=2ab-2r(a+b)+4r^2 , פעם עבור r=4 ופעם עבור r=5 .
    בדיקת כל האפשרויות בתחום [1..30] :
    עבור r=4, נקבל את השלשה (10,24,26) שסכום אבריה (ההיקף) 60.
    עבור r=5, נקבל את השלשה (15,20,25) שסכום אבריה (ההיקף) 60.
    ולסיכום חישוב התשלום למפעיל הדחפור : 2*60*1000 = 120000 ₪
    2) אם ניתן לחפור ולשלם עבור חלק ממטר, ואפשרי לחפור תעלות שונות היקף,
    אז מחפשים מינימום היקף של משולש ישר זווית לכל אחת מהמנהרות.
    מינימום מתקבל עבור משולשים שווי שוקיים (אפשר לגזור הנוסחאות ו/או באנליזה לחפש ערך).
    עבור r=4 נקבל את השלשה (13.657,13.657,19.314) שסכום אבריה (ההיקף) 46.627.
    עבור r=5 נקבל את השלשה (17.071,17.071,24.142) שסכום אבריה (ההיקף) 58.284.
    אחוז התשלום שניתן לחסוך הוא (60+60)/((46.627+58.284)-(60+60))=12.574%

  • דן-1

    הערות לסעיף 2 של השאלה

    -בסעיף 2 ניתן למצוא פתרון חסכוני יותר מסעיף 1 וצריך לשמור על אותם 2הכללים :חפירה במטרים שלמים ומשולש ישר זוית!!! ???

    -אם החלטת לשבור את אחד הכללים בוא נשבור דווקא את צורת המשולש ונישאר בחפירת מטרים שלמים.(קשה לחפור שברי מטרים!!!)
    ואז למשל אם נבצע חפירה ריבועית נקבל שההיקף הוא קוטר כפול 4.כלומר ההיקף של שני החפירות יהיה (10+8)*4=72 ואז החסכון יהיה 1-72/120=40%
    וזה עדיף על :.12.574% שאתה מצאת!!!

  • רמי

    שאלה

    אם לא שוברים כלים, אז גם ההיקף צריך להיות שווה ולכן תשובה 2 היא 0% .
    האם תוכל לתת הגדרה מדוייקת יותר לגבי "שיטת חפירה יעילה יותר"?
    על פי השאלה ניתן לעשות כרצוננו, אפילו תעלה עגולה סביב התעלה עצמה!! כאן נקבל חסכון של 52.9% !!

  • דן-1

    אל רמי והערותיו

    א-אם לא שוברים כלים,אז ההיקף צריך להיות מינימלי עם משולש ישר זוית!!! ואתה צריך למצוא משולש ישר זוית שצלעותיו מספרים שלמים והיקפו קטן מ-60!!! לפחות באחת משתי החפירות וכך אפשר לחסוך כסף.(ויש כזה).וזאת שיטת חפירה "יעילה" יותר...ללא שבירת הכללים שבשאלה.

    גם משולש ישר זוית וגם תעלה עגולה בהצעותיך - ההיקף אינו מספר שלם.כלומר שברת\שינית את השאלה בשני תנאים.ועדיף כמובן להצמד לשאלה ואם כבר לשנות רק תנאי אחד.(ולכן ריבוע עדיף-אם כבר משנים את תנאי השאלה!)
    בברכה
    דן-1

  • רמי

    הערות המשך

    א - התשובות שלי (13.657,13.657,19.314) ו- (17.071,17.071,24.142) הם של משולשים ישרי זווית עם היקף מינימלי. אחוז החסכון כאן 12.574%
    ב - משולש מינימלי ישר זווית עם צלעות עם מספרים שלמים : (12,16,20) . כאן אחוז החיסכון יהיה 10%.
    ג - עבור r=4 נבנה תעלה עגולה ברדיוס 4.138 שהיקפה 26 מ' בדיוק.
    עבור r=5 נבנה תעלה עגולה ברדיוס 5.093 שהיקפה 32 מ' בדיוק.
    במקרה זה נקבל אחוז חיסכון 51.67%.

  • דן-1

    ב-פתרון נכון מאד לסעיף 2 בשאלה המקורית! חסכון 10%.

    א וגם ג ב"הערות המשך" אינן שלמים,לא מתאימים לתנאי הבעיה,וגם אלו מספרים מקורבים בלבד...
    אם אתה רוצה לשנות מינימום בכל זאת-חפור ריבוע מדויק,בשלמים, וחסןך 40%.שזהו המקסימום חסכון עבור מינימום שינוויים מהשאלה המקורית.
    בכל מקרה כל הכבוד ,על ניתוח הבעיה. בברכה דן-1