Distanza min&max

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Edmund
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Distanza min&max

Messaggio da Edmund »

Salve a tutti.
Mi è stato posto il seguente quesito:

Sia data una circonferenza di centro C e raggio r e siano A e B due punti qualsiasi interni alla circonferenza.
Trovare, graficamente, i punti P sulla circonferenza tale che la somma AP+BP sia minima e massima.

Edmund.

Quelo
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Re: Distanza min&max

Messaggio da Quelo »

Non so se per "trovare graficamente" si intende con la riga e il compasso, se no con geogebra si fa in un attimo.

Questa è un'Applet Java creata con GeoGebra da www.geogebra.org - Java non risulta installato sul computer in uso - fare riferimento a www.java.com

Edit: Ho inserito un'applet di Geogebra, muovere il punto P finché le due rette tangenti non si sovrappongono
Ultima modifica di Quelo il gio giu 07, 2012 11:50 pm, modificato 2 volte in totale.
[Sergio] / $17$

panurgo
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Re: Distanza min&max

Messaggio da panurgo »

Bravo! :D
il panurgo

Principio di Relatività: $\mathbb{m} \not \to \mathbb{M} \, \Longleftrightarrow \, \mathbb{M} \not \to \mathbb{m}$
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Edmund
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Re: Distanza min&max

Messaggio da Edmund »

Ottima soluzione Quelo, non avevo assolutamente pensato all'ellisse.

Propongo la mia soluzione con geogebra, che può essere fatta anche con riga e compasso:

1) prendo un punto P sulla circonferenza di raggio R
2) traccio le circonferenze di centro C passanti per i punti A e B
3) traccio la retta passante per C e P
4) da A e B traccio le rette perpendicolari alla CP, siano A' e B' le intersezioni con le circonferenze per A e B
5) traccio le rette passanti per i punti A,B' e A',B
6) sia P' il punto di intersezione delle tre rette per CP, AB' e A'B
7) muovo P sulla circonferenza in modo tale che P' si sovrapponga a P ed essere così in presenza della condizione di minimo o di massimo della

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saluti da Edmund.

Edmund
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Re: Distanza min&max

Messaggio da Edmund »

Mi accorgo solo adesso che non compaiono altre cose che avevo scritto, riscrivo:

Propongo la mia soluzione con geogebra, che può essere fatta anche con riga e compasso:

1) prendo un punto P sulla circonferenza di raggio R
2) traccio le circonferenze di centro C passanti per i punti A e B
3) traccio la retta passante per C e P
4) da A e B traccio le rette perpendicolari alla CP, siano A' e B' le intersezioni con le circonferenze per A e B
5) traccio le rette passanti per i punti A,B' e A',B
6) sia P' il punto di intersezione delle tre rette per CP, AB' e A'B
7) muovo P sulla circonferenza in modo tale che P' si sovrapponga a P ed essere così in presenza della condizione di minimo o di massimo della distanza AP+BP

da notare il luogo geometrico descritto dal punto P' (sembrerebbe una strofoide)
In base alla posizione dei punti A e B vi possono essere anche dei punti P di min e max relativo, in questo caso la curva descritta da P' inerseca la circonferenza quattro volte; in altre condizioni, A e B sullo stesso diametro, la curva descritta da P' si riduce ad una circonferenza; etc.



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Ivana
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Re: Distanza min&max

Messaggio da Ivana »

Edmund, credo che la tua impeccabile rappresentazione grafica dinamica possa rappresentare un esempio apprezzabile, nella sua spettacolarità, della bellezza della geometria...
:)
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Edmund
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Re: Distanza min&max

Messaggio da Edmund »

Ho ricavato l'equazione del luogo geometrico descritto dal punto P (strofoide obliqua :?: ):

$x^2(Ax+C)+xy(Bx+D+Ay)+y^2(By-C)=0$

con

$A=y_{a}+y_{b}$
$B=-(x_{a}+x_{b})$
$C=-(x_{a}y_{b}+x_{b}y_{a})$
$D=2(x_{a}x_{b}-y_{a}y_{b})$

$x_{a},y_{a}$ coordinate del punto A
$x_{b},y_{b}$ coordinate del punto B

l'equazione è indipendente dal raggio della circonferenza.

Ivana
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Re: Distanza min&max

Messaggio da Ivana »

A proposito di strofoide:
Strofoide retta arcobalenizzata (ritengo, così, di omaggiare la bellezza della geometria) :)
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Edmund
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Re: Distanza min&max

Messaggio da Edmund »

Ciao Ivana, molto bella la tua strofoide arcobalenizzata, hai usato i colori dinamici?

torno alla mia strofoide:

Una forma più compatta dell'equazione è:

$(x^2+y^2)(Ax+By)=y(Cy-Dx)$

La seguente applet di Geogebra include il luogo geometrico descritto dal solito punto P, la curva relativa

all'equazione sopra scritta (coincide perfettamente), e un grafico di una strofoide obliqua da adattare alle curve

precedenti giocando con i punti D ed E e lo slider dell'angolo alfa.

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Edmund
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Re: Distanza min&max

Messaggio da Edmund »

Devo fare una correzione sulla forma compatta dell'equazione:

$(x^2+y^2)(Ax+By)=C(y^2-x^2)-Dxy$

Inoltre ho ricavato l'equazione dell'asintoto:

$y=-\frac{A}{B}x+\frac{A^2C+ABD-B^2C}{B(A^2+B^2)}$

ricordando che

$A=y_{a}+y_{b}$
$B=-(x_{a}+x_{b})$
$C=-(x_{a}y_{b}+x_{b}y_{a})$
$D=2(x_{a}x_{b}-y_{a}y_{b})$

$x_{a},y_{a}$ coordinate del punto A
$x_{b},y_{b}$ coordinate del punto B

In definitiva, dati due punti qualsiasi del piano A e B è sempre possibile determinare l'equazione della strofoide passante per A e B e avente il nodo nell'origine degli assi.

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Ivana
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Re: Distanza min&max

Messaggio da Ivana »

Grazie, Edmund, sì uso volentieri i colori dinamici... Complimenti a te per le tue splendide realizzazioni matematiche con geogebra!

Ora, giocando con la strofoide, ho realizzato la strofoide retta lampeggiante :D Potete muovere il cursore dello slider e si può anche bloccare (e riaccendere) il lampeggiamento cliccando sul pulsante in basso a sinistra.
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Edmund
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Re: Distanza min&max

Messaggio da Edmund »

Spero di non annoiarvi, ma volevo mostrare la curva strofoide nel caso più generale, cioè con nodo (punto O(xo,yo)) non vincolato a stare sull'origine degli assi. Nell'applet è rappresentato anche l'asintoto e il polo della strofoide.

Non ho trovato in rete equazioni cartesiane di strofoidi in casi generali; su wikipedia inglese alla voce strophoid (http://en.wikipedia.org/wiki/Strophoid" target="_blank" target="_blank" target="_blank" target="_blank" target="_blank" target="_blank) è riportata l'equazione cartesiana di una strofoide obliqua con asintoto orizzontale (y=b),

$y(x^2+y^2)=b(x^2-y^2)+2cxy$

che è un caso particolare dell'equazione scritta in precedenza da me,
$(x^2+y^2)(Ax+By)=C(y^2-x^2)-Dxy$
cioè per

A=0
B=1
C=-b
D=-2c

In questo caso la strofoide dipende solo dalle coordinate del nodo e da quelle di un solo punto (A o B)

Mi chiedo se la strofoide dell'applet rappesenta tutte le infinite strofoidi del piano xy, e se, dato un qualsiasi punto nodo O e una qualsiasi coppia di punti A e B, per essi passa una e una sola strofoide; inoltre come definire i "punti notevoli" A e B? purtroppo ho poco dimestichezza con tali curve.

Saluti da Edmund


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