Простая задача про круги, которая выглядит сложной

Простая задача про круги, которая выглядит сложной

Но на деле она точно простая.

Разберём свежую задачу с канала MindYourDecisions. Это не про программирование, но развивает логическое мышление. 

Дано: есть три одинаковых круга с диаметром в 1 метр. Круги соприкасаются друг с другом, а вокруг них натянута эластичная лента. 

Что нужно: найти длину этой ленты.

Простая задача про круги, которая выглядит сложной

Кажется, что это очень сложная задача, где нужно знать сложные формулы расчёта кривизны и точек натяжения, но на деле всё будет гораздо проще. Если знаете английский — посмотрите оригинальный ролик, там классная анимация:

Строим внутренний треугольник

Первое, что мы сделаем, — соединим центры всех кругов в один треугольник:

Простая задача про круги, которая выглядит сложной

В геометрии есть такое правило, что если круги касаются друг друга, то через их центры можно провести прямую линию, и точка касания кругов будет лежать на этой линии. Раз у нас диаметр равен 1, то радиус каждого круга равен 0,5. Обозначим это на рисунке:

Простая задача про круги, которая выглядит сложной

Получается, что длина каждой стороны треугольника равна 0,5 + 0,5 = 1.  Запомним это и идём дальше.

Строим проекцию

От каждой вершины треугольника проведём под прямым углом линии к ленте:

Простая задача про круги, которая выглядит сложной

Получились прямоугольники. У прямоугольников противоположные стороны равны, поэтому раз стороны треугольника равны единице, то и эти отрезки на ленте тоже будут равны единице:

Простая задача про круги, которая выглядит сложной

Осталось найти длину оставшихся секций:

Простая задача про круги, которая выглядит сложной

Вычисляем длину секций

Здесь нам поможет знание о том, что полный оборот внутри круга — это 360 градусов. 

Так как во внутреннем треугольнике все стороны равны, то это равносторонний треугольник. А раз так, то углы в нём равны 60 градусов. Добавим сюда по два прямых угла по 90 градусов из прямоугольников:

Простая задача про круги, которая выглядит сложной

Решаем уравнение: 90 + 60 + 90 + X = 360 → X = 120 градусов.

Но 120 градусов — это ровно треть круга, а у нас таких частей как раз три:

Простая задача про круги, которая выглядит сложной

Это значит, что из них можно составить один целый круг. При этом мы знаем, что у этого круга радиус 0,5, а диаметр тогда равен единице. Этого достаточно, чтобы посчитать длину окружности:  L = π × d → L = 3,14.

Складываем это число с длинами трёх отрезков и получаем полную длину: 3 + π

Простая задача про круги, которая выглядит сложной

Текст:

Михаил Полянин

Редактор:

Максим Ильяхов

Художник:

Даня Берковский

Корректор:

Ирина Михеева

Вёрстка:

Кирилл Климентьев

Соцсети:

Олег Вешкурцев

Получите ИТ-профессию
В «Яндекс Практикуме» можно стать разработчиком, тестировщиком, аналитиком и менеджером цифровых продуктов. Первая часть обучения всегда бесплатная, чтобы попробовать и найти то, что вам по душе. Дальше — программы трудоустройства.
Начать карьеру в ИТ
Получите ИТ-профессию Получите ИТ-профессию Получите ИТ-профессию Получите ИТ-профессию
Еще по теме
Программистская задача с математическим уклоном
Андрюха, бензин и Игра престолов

Программистская задача с математическим уклоном.

easy
Задача про бейсбольную биту

Эта задача решается не так просто, как кажется.

easy
Задача про персональные данные

Настоящая задача XXI века.

medium
Два программиста и календарь
Два программиста и календарь

Как узнать количество дней в месяце только по его номеру?

hard
Задача про Катю и двух программистов

Немного о том, как знакомятся программисты.

hard
Задача про полторы белки

Не спрашивайте, просто попробуйте решить.

easy
Попал программист в больницу, и началось

Бывает так, что написать код и узнать результат проще, чем делать всё руками.

easy
Лучшие задачи на вероятности и случайности

Вероятно, вы найдёте верный ответ.

medium
9 простых задач на математику

Всё настолько просто, что половину можно решить в уме.

easy
Как вычислить день рождения
Как вычислить день рождения

Простой трюк для знакомств

easy
Очень сложная задача про обруч
Очень сложная задача про обруч

Классическая математическая задачка, которая взрывает мозг.

easy
Задача на импортозамещение
Задача на импортозамещение

Немного логики, капля математики и много любви к российским фермерам.

medium
Программистская задача с математическим уклоном
Андрюха, бензин и Игра престолов

Программистская задача с математическим уклоном.

easy
easy