Пруд имеет форму квадрата. В первые морозные сутки льдом покрывается вся часть пруда, которая находится не далее 10 метров от берега, во вторые сутки – не далее 20 метров, в третьи – не далее 30 метров и так далее. За первые сутки площадь открытой воды уменьшилась на 25%. Сколько времени потребуется, чтобы пруд полностью замерз?
Математика11 классГеометрическая прогрессияпруд квадратной формыплощадь открытой водызамерзание прудаморозные суткирасстояние от берегавремя замерзанияматематика 11 класс
Чтобы решить эту задачу, давайте разобьем ее на несколько шагов.
Шаг 1: Определим площадь пруда.Пусть сторона квадрата пруда равна "a" метров. Тогда площадь пруда будет равна:
Площадь = a * a = a².
Шаг 2: Найдем площадь открытой воды после первого дня.В первые сутки лед покрывает область, находящуюся не далее 10 метров от берега. Это значит, что лед покрывает квадрат со стороной (a - 20) метров (так как 10 метров от берега с каждой стороны).
Площадь замерзшей воды после первого дня:
Площадь замерзшей воды = (a - 20) * (a - 20) = (a - 20)².
Площадь открытой воды после первого дня:
Площадь открытой воды = a² - (a - 20)².
Шаг 3: Выразим площадь открытой воды.Теперь упростим выражение:
По условию задачи, площадь открытой воды уменьшилась на 25%. Это значит, что оставшаяся площадь открытой воды составляет 75% от первоначальной площади:
0.75 * a² = 40a - 400.
Шаг 5: Преобразуем уравнение и найдем "a".Перепишем уравнение:
0.75a² - 40a + 400 = 0.
Умножим все уравнение на 4, чтобы избавиться от дробей:
3a² - 160a + 1600 = 0.
Шаг 6: Найдем корни квадратного уравнения.Используем дискриминант:
D = b² - 4ac = (-160)² - 4 * 3 * 1600 = 25600 - 19200 = 6400.
Корни уравнения:
a = (160 ± √6400) / (2 * 3) = (160 ± 80) / 6.
Таким образом, у нас есть два корня:
Таким образом, сторона пруда a = 40 метров.
Шаг 7: Определим время, необходимое для полного замерзания пруда.Теперь, когда мы знаем, что сторона пруда 40 метров, мы можем рассчитать, сколько времени потребуется для полного замерзания.
Каждый день лед покрывает область, которая находится на 10 метров дальше от берега:
Таким образом, пруд полностью замерзнет через 4 дня.
Ответ: Пруд полностью замерзнет через 4 дня.