Тема . Заключительный этап ВсОШ
Закл (финал) 11 класс
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела заключительный этап всош
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#79220

Внутри параболы y = x2  расположены несовпадающие окружности ω ,ω ,ω ,...
 1  2 3  так, что при каждом n >1  окружность ω
 n  касается ветвей параболы и внешним образом окружности ωn−1.  Найдите радиус окружности ω1998,  если известно, что диаметр ω1  равен 1  и она касается параболы в ее вершине.

Показать ответ и решение

Первое решение.

Посмотрим, при каких условиях окружность касается параболы. Пусть есть окружность радиуса R1  с центром в точке A,  а B  — точка касания окружности и параболы. Проведем касательную BE.  Тогда         ∘
∠ABE = 90

PIC

Проведём через точку B  прямую, параллельную оси Ox  (C  — точка пересечения прямой и оси Oy).

Тогда ∠CBA  +∠EBC1 = 90∘.

Получаем, что tg∠EBC1 = ctg∠ABC,  но tg∠EBC1 = 2x1  , так как EB  — касательная y = x2  в точке x1.

Значит,

CB-=2x1  =⇒   AC = 1
AC                 2

Тогда по теореме Пифагора получаем, что

 2   2  1
R1 = x1+ 4

Теперь рассмотрим случай с двумя окружностями.

PIC

Пусть CB =x1  и C1B1 = x2.  Тогда

 2   2  ( 2  1)  (  2  1)   2   2
R2− R1 = x2+ 4  −  x1+ 4 = x2− x1 (1)

Также знаем, что

R2+ R1 = CC1 =x22− x21 (1)

Из (1)  и (2)  получаем, что R2− R1 = 1  .

То есть мы поняли, что если есть две окружности радиуса R2  и R1  соответственно, которые касаются параболы и друг друга, то их радиусы отличаются на 1  .

Тогда получается, если           1
Rw1 = D∕2= 2,  то

         1                   1
Rw2 = 1+ 2,...,Rw1998 = 1998− 1+ 2 = 1997,5

Второе решение.

Пусть rn  — радиус n  -й окружности, Sn = r1+r2+ ...+ rn.  Тогда уравнение (n +1)  -й окружности имеет вид:

x2+ (y− (2Sn+ rn+1))2 = r2n+1 (1)

Условие касания означает то, что уравнение (1)  имеет один корень, тогда его дискриминат D = (2rn+1− 1)2− 8Sn  равен нулю, то есть       √---
rn+1 =-8Sn-+1
         2  (так как rn+1 >0).  Отсюда

    3     5
r2 = 2,r3 = 2

Покажем по индукции, что          1
rn+1 = n+ 2.  База уже есть, докажем переход.

      ∘ -1----------1--
rk+1 =--8(2-+...+-(k−-2))+-1=
               2

  ∘ -(k(k+-1)--k-)- 1     1          1
=   2 ---2-- −2  + 2 = k+ 2 =(k+ 1)− 2

Тогда получается, что

rw    =1998− 1= 1997,5
 1998        2
Ответ:

 1997,5

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!