Математика · 7 класс · Математический праздник 2022

Задача 2. Домики вдоль дороги

Нашли ошибку? Напишите

Условие

Доктор Айболит хочет навестить и корову, и волчицу, и жучка, и червячка. Все четверо живут вдоль одной прямой дороги. Орлы готовы утром доставить Айболита к первому пациенту, а вечером забрать от последнего, но три промежуточных перехода ему придётся сделать пешком. Если Айболит начнёт с коровы, то длина его кратчайшего маршрута составит 66 км, если с волчицы — 77 км, а если с жучка — 88 км.

Нарисуйте, как могли располагаться домики коровы, волчицы, жучка и червячка (достаточно одного примера расположения).

О задаче · 7 класс
Олимпиада
Математический праздник
Год
2022 (учебный сезон 2021/22)
Предмет / класс
Математика · 7 класс
Вариант
Классический

Как выглядит кратчайший маршрут, если начать с крайнего домика? А с домика в середине? Расставь домики в модели «Домики вдоль дороги» — она нарисует кратчайший маршрут от каждого пациента и сравнит длины с 66, 77 и 88 км.

Ответ — рисунок: где стоят четыре домика. Проверь три маршрута: от коровы 6 км, от волчицы 7 км, от жучка 8 км.

Записать идею

Личный черновик для заметок и расчётов. Он никуда не отправляется и не проверяется.

Исследуй задачу

Самостоятельное исследованиеДомики вдоль дороги

Пробуй свои варианты. Разбор останется закрытым.

Исследуй задачу

Домики вдоль дороги

Расставь домики на дороге. Модель нарисует кратчайший маршрут Айболита от выбранного пациента и сравнит длины с 6, 7 и 8 км.

Если модель не открылась (выключен JavaScript или страница загрузилась не полностью), условие, подсказки и разбор доступны и без неё.

Как исследовать без модели

Нарисуй прямую с отметками через 1 км и поставь четыре домика. Для коровы, волчицы и жучка найди самый короткий обход всех домиков и сравни с 6, 7, 8 км.

Подсказка 1

Где бы Айболит ни начал, ему нужно побывать в двух крайних домиках. Сколько как минимум он пройдёт?

Подсказка 2

Маршрут из крайнего домика равен расстоянию между крайними домиками — это самый короткий из всех маршрутов. Какой из трёх маршрутов (6, 7, 8 км) начинается с крайнего домика?

Разобрать решение по шагам
1

Самый короткий маршрут

Пусть крайние домики стоят на расстоянии DD км друг от друга. Айболиту нужно побывать в обоих, поэтому любой его маршрут не короче DD. А если он начинает с крайнего домика, то просто идёт к другому краю и по пути заходит ко всем: маршрут ровно DD.

2

Маршрут из середины

Если Айболит начинает с домика, который стоит не с краю, ему выгодно сначала дойти до ближнего крайнего домика, а потом пройти всю дорогу до дальнего. Такой маршрут равен

D+(расстояние до ближнего края).D+\text{(расстояние до ближнего края)}.

Он длиннее DD.

3

Кто живёт с краю

Самый короткий из трёх известных маршрутов — 66 км, от коровы. Он не может быть длиннее DD и не короче DD, значит, D=6D=6 и корова живёт с краю. Ни волчица, ни жучок с краю не живут: тогда их маршрут тоже был бы 66 км. Значит, второй крайний домик — у червячка.

4

Где волчица и жучок

От волчицы маршрут 7=6+17=6+1 км: до ближнего края ей 11 км. От жучка 8=6+28=6+2: до ближнего края 22 км.

Пример: корова в 00 км, волчица в 11 км, жучок в 22 км, червячок в 66 км. Проверим: от коровы 66 км; от волчицы 1+6=71+6=7 км; от жучка 2+6=82+6=8 км. Подходит!

0123456КВЖЧот волчицы: 1 км назад к корове + 6 км = 7 км
Корова в 0, волчица в 1 км, жучок в 2 км, червячок в 6 км. Маршрут от волчицы — 7 км.

Проверка

Проверим перебором. Компьютер расставлял домики во всех целых точках от 00 до 1212 км и для каждого старта перебирал все 66 порядков обхода. Правило «к ближнему краю, потом к дальнему» всегда даёт кратчайший маршрут. Во всех подходящих расстановках крайние домики — у коровы и червячка в 66 км друг от друга, волчица в 11 км от края, жучок в 22 км. Если корова слева, таких расстановок ровно 44 (волчица и жучок могут быть у разных краёв).

Ответ

Например: корова в 00 км, волчица в 11 км, жучок в 22 км, червячок в 66 км (все на одной дороге).

Ответ

Например: корова в 00 км, волчица в 11 км, жучок в 22 км, червячок в 66 км (все на одной дороге).

Главная идея

Маршрут из крайнего домика равен расстоянию DD между крайними, а из любого другого — DD плюс путь до ближнего края. Самый короткий маршрут (66 км, от коровы) — из крайнего домика, значит, D=6D=6; волчица в 11 км от края, жучок — в 22 км.

Признак: нужно обойти точки на прямой. Обход всегда «до ближнего края, потом до дальнего»; длина — расстояние между крайними плюс заход в сторону.

Где легко ошибиться

Поставить домики в порядке «корова, волчица, жучок, червячок» на равных расстояниях — тогда маршруты не 6, 7, 8. Другая ошибка — думать, что Айболит должен вернуться: орлы забирают его от последнего пациента.

Источник и авторство

Математический праздник 2022 года · классический вариант · 7 класс, задача 2 [4 балла] · автор задачи И. В. Ященко, И. В. Раскина.

Условия 2022 года (сайт праздника) ↗ · Бланк 7 класса (PDF) ↗ · Решения организатора (PDF) ↗ · Сайт Математического праздника ↗

Условие — с сайта праздника. Подсказки, решение, рисунки и модель — Popov Academy. Задача сначала решена самостоятельно, затем ответ сверен с решением организатора: Пример совпадает с одним из четырёх вариантов в решениях организатора (book.pdf 2022).

Продолжить тему: Расстояния и пути на поверхности →
Увеличенный рисунок