Si vuole ricoprire un pavimento con piastrelle dei due tipi a fianco, in eguali quantità. La parte esterna delle piastrelle deve rimanere bianca mentre quella interna deve essere gialla. La quantità di giallo deve essere la stessa per i due tipi di piastrelle? |
Le coordinate indicate in figura sono espresse in centimetri, ma per fare il confronto possiamo trascurare l'unità di misura.
La parte gialla della prima pistrella ha area pari ad un quadrato di lato 10 meno un cerchio di raggio 5, quindi è
10^2−π*5^2 = 21.46018 (valore arrotondato).
La parte gialla della seconda piastrella è pari a 4 spicchi pari ciascuno alla parte del cerchio di centro
f = function(x) sqrt(100-(x+5)^2)-5
x1 = solution(f, 0, 0,4); x1 # 3.660254
integral(f,0,x1)*4 # 31.51467
La seconda piastrella ha la parte gialla con area maggiore, circa una volta e mezza quella della prima:
31.51467/21.46018 = 1.468518
Oppure procedo facilmente con degli script online recuperabili qui. Utilizzo "equation" per trovare le intersezioni tra le due curve (dove si azzera la differenza tra le due funzioni di cui sono grafico):
function F(x) { with(Math) { return sqrt(100-pow(x+5,2))-5 }} a=3.6602540378443864 b=3.660254037844387 . . . a=3.5 b=3.75 a=3.5 b=4 a=3 b=4 a=2 b=4 a=0 b=4
Assumendo che le due curve si intersechino per x = 3.6602540378443867,
utilizzo "integr." per calcolare l'area avendo preso
31.51467436277568 if a=0 b=3.6602540378443867 n=1e8 [1.8118839761882555e-12] 31.514674362773867 if a=0 b=3.6602540378443867 n=1e7 [-3.659295089164516e-13] 31.514674362774233 if a=0 b=3.6602540378443867 n=1e6 [-2.552660305354948e-10] 31.5146743630295 if a=0 b=3.6602540378443867 n=1e5 [-2.5525970670514653e-8] 31.51467438855547 if a=0 b=3.6602540378443867 n=1e4 [-0.000002552558214574674] 31.514676941113684 if a=0 b=3.6602540378443867 n=1e3 [31.514676941113684]
Tenendo conto che nelle ultime uscite le variazioni (rispetto alle precedente uscita) cambiano andamento, approssimo l'integrale con 31.51467436277.
# Come sono state tracciate le piastrelle con R BF=2.3; HF=2.3 PLANE(-5,5, -5,5) polyline(c(-5,5,5,-5,-5),c(-5,-5,5,5,-5), "brown") ARC(-5,5, 5, 270,360, "brown") ARC(5,5, 5, 180,270, "brown") ARC(-5,-5, 5, 0,90, "brown") ARC(5,-5, 5, 90,180, "brown") # Il colore: Q = function(x,y) (x-5)^2+(y-5)^2>25 & (x+5)^2+(y-5)^2>25 & (x+5)^2+(y+5)^2>25 & (x-5)^2+(y+5)^2>25 for(i in 1:40) FIGURE(Q, -5,5, -5,5, "yellow") ARC(-5,5, 5, 270,360, "brown") ARC(5,5, 5, 180,270, "brown") ARC(-5,-5, 5, 0,90, "brown") ARC(5,-5, 5, 90,180, "brown") # PLANE(-5,5, -5,5) polyline(c(-5,5,5,-5,-5),c(-5,-5,5,5,-5), "brown") arc(-5,5, 10, 270,360, "brown") arc(5,5, 10, 180,270, "brown") arc(5,-5, 10, 90,180, "brown") arc(-5,-5, 10, 0,90, "brown") f=function(x) sqrt(100-(x+5)^2)-5 x1 = solution(f, 0, 0,4); x1 # 3.660254 graph(f, x1,0, "brown") g = function(x) -f(x) graph(g, x1,0, "brown") g = function(x) f(-x) graph(g, -x1,0, "brown") g = function(x) -f(-x) graph(g, -x1,0, "brown") # Il colore: Q = function(x,y) (x > 0 & abs(y) < f(x)) | (x <0 & abs(y) < f(-x)) for(i in 1:40) FIGURE(Q, -5,5, -5,5, "yellow") graph(f, x1,0, "brown") g = function(x) -f(x) graph(g, x1,0, "brown") g = function(x) f(-x) graph(g, -x1,0, "brown") g = function(x) -f(-x) graph(g, -x1,0, "brown")sqrt(100-pow(x+5,2))-5 a=3.6602540378443864 b=3.660254037844387 . . . a=3.5 b=3.75 a=3.5 b=4 a=3 b=4 a=2 b=4 a=0 b=4 (sqrt(100-pow(x+5,2))-5) * 4 - - - - - - - - 31.51467436277568 if a=0 b=3.6602540378443867 n=1e8 [1.8118839761882555e-12] 31.514674362773867 if a=0 b=3.6602540378443867 n=1e7 [-3.659295089164516e-13] 31.514674362774233 if a=0 b=3.6602540378443867 n=1e6 [-2.552660305354948e-10] 31.5146743630295 if a=0 b=3.6602540378443867 n=1e5 [-2.5525970670514653e-8] 31.51467438855547 if a=0 b=3.6602540378443867 n=1e4 [-0.000002552558214574674] 31.514676941113684 if a=0 b=3.6602540378443867 n=1e3 [31.514676941113684]