Trong không gian (đơn vị trên các trục là mét), một kiến trúc sư cần lắp đặt một đèn chiếu sáng tại vị trí cho một phòng triển lãm. Điểm thay đổi trên một khung thép hình tròn là giao tuyến của mặt phẳng và mặt cầu . Đèn phát ra luồng sáng có dạng hình nón với góc ở đỉnh bằng , trục của hình nón luôn vuông góc với mặt sàn . Để đảm bảo mật độ ánh sáng tập trung cao nhất cho khu vực trưng bày dưới sàn, kiến trúc sư cần điều chỉnh đèn đến vị trí sao cho diện tích vùng chiếu sáng trên mặt sàn là nhỏ nhất. Hãy tính diện tích vùng chiếu sáng nhỏ nhất đó. (Không làm tròn các kết quả trung gian, chỉ làm tròn kết quả cuối cùng đến hàng phần mười của ).
Trong không gian (đơn vị trên các trục là mét), một kiến trúc sư cần lắp đặt một đèn chiếu sáng tại vị trí cho một phòng triển lãm. Điểm thay đổi trên một khung thép hình tròn là giao tuyến của mặt phẳng và mặt cầu . Đèn phát ra luồng sáng có dạng hình nón với góc ở đỉnh bằng , trục của hình nón luôn vuông góc với mặt sàn . Để đảm bảo mật độ ánh sáng tập trung cao nhất cho khu vực trưng bày dưới sàn, kiến trúc sư cần điều chỉnh đèn đến vị trí sao cho diện tích vùng chiếu sáng trên mặt sàn là nhỏ nhất. Hãy tính diện tích vùng chiếu sáng nhỏ nhất đó. (Không làm tròn các kết quả trung gian, chỉ làm tròn kết quả cuối cùng đến hàng phần mười của ).
Đáp án chính thức: 26,2
Hướng dẫn giải chi tiết
Lời giải chi tiết:
- Bước 1: Mặt cầu có tâm , bán kính .
Khoảng cách từ đến là .
Bán kính đường tròn khung thép là .
Tâm của đường tròn là hình chiếu của lên : .
- Bước 2: Bán kính vùng chiếu sáng trên sàn là , diện tích , với .
Diện tích nhỏ nhất khi nhỏ nhất.
- Bước 3: Khoảng cách từ tâm đến mặt sàn là .
Góc giữa và là .
Khoảng cách nhỏ nhất từ trên khung thép đến là .
- Bước 4: Diện tích vùng chiếu sáng nhỏ nhất là .
- Bước 1: Mặt cầu có tâm , bán kính .
Khoảng cách từ đến là .
Bán kính đường tròn khung thép là .
Tâm của đường tròn là hình chiếu của lên : .
- Bước 2: Bán kính vùng chiếu sáng trên sàn là , diện tích , với .
Diện tích nhỏ nhất khi nhỏ nhất.
- Bước 3: Khoảng cách từ tâm đến mặt sàn là .
Góc giữa và là .
Khoảng cách nhỏ nhất từ trên khung thép đến là .
- Bước 4: Diện tích vùng chiếu sáng nhỏ nhất là .