隠し試練<考え方>

@数式とグラフはこうなる。

深さ+深さ+河床の長さ(X)=10(m)

だから深さは左図のように表される。

従って
水路の断面積Y=深さ×河床の長さ
だからやはり左図のようになる。


その面積Yと河床の長さXとの関係をグラフに
描くと下図のようになります。








(水路の幅m) Y(断面積m
−−−−−−−−−−−
 .0      .00
 1.0      4.50
 2.0      8.00
 3.0     10.50
 4.0     12.00
 4.2     12.18
 4.4     12.32
 4.6     12.42
 4.8     12.48
 5.0    12.50
 5.2     12.48
 5.4     12.42
 5.6     12.32
 5.8     12.18
 5.0     12.50
 6.0     12.00
 7.0     10.50
 8.0      8.00
 9.0      4.50
10.0     .00
 
 
もっと詳しくグラフの様子を調べてみました。
AX切片を求める。 (Y=0の時のXの値だから・・・)
 
X=0  または  (10−X)/2=0  より  X=10
 
 
 
BY切片を求める。 (X=0の時のYの値だから・・・)
 
Y=−0.5X+5X =−0.5・+5・  より  Y=0
 
 
 
C頂点の座標(x,y)を求める。 (「微分の術」を使ってみようかな...)
 
<X座標>:Y=−0.55X を微分して   Y'=−0.5・2X5−X+5
頂点は傾きが0だから Y'=0 とおいて X座標を探し出すと
−X+5=0  より X=5

ないしょ:X切片は0と10だからこの二次方程式の頂点のX座標は
.        (0+10)/2=5 だとわかります。
(このほうがカンタンだね。)
  
<Y座標>:X=5の時のYの値は
Y=−0.5X+5X=−0.5・52+5・5=−12.5+25=12.5
 
だから頂点の座標は(5、12.5)である。

(河床の長さXが5mの時に河の断面積Yが最大になって12.5(m2だという事です。)
(その時の河の深さ=(10-5)/2=2.5 (m) という事ですね。)
 
 
 
Dグラフを(頭の中で)描く。
 
X切片=0,10
Y切片=0
頂点=(5、12.5)
下方に開く形だ。  (Xの係数が−0.5で負だしね...)
     (上の図になりますよ!) 
 
 
 
 
結論でございます。
かわ幅=5mの時に水路の断面積は最大になって12.5mであり、その時の水路の深さは2.5mになりますので前回の計算はまちがいございませんでした。
−−−と殿に報告しておこう。
(正解の者には目録を授ける。)
 
 
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