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。
X(水路の幅m) Y(断面積m2)
−−−−−−−−−−−
.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
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=−0.5X2+5X =−0.5・02+5・0 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=−0.5X2+5X を微分して Y'=−0.5・2X+5=−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=−0.5X2+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。 (X2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12.5m2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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