Эта задача взята из древнего китайского трактата «Математика в 9 книгах»: «Имеется квадратный водоём со стороной 1 чжан. В центре его растёт камыш, который выступает над водой на 1 чи. Если потянуть камыш к берегу, то он как раз коснётся его. Спрашивается: какова глубина водоёма и какова длина камыша?» (Чжан и чи — меры длины, 1 чжан = 10 чи.)
от

1 Ответ

Дано:
Сторона квадратного водоёма a = 1 чжан = 10 чи.
Камыш выступает над водой на h = 1 чи.

Найти:
Глубину водоёма d и длину камыша L.

Решение:
1. Водоём имеет квадратную форму, следовательно, его центр находится на расстоянии a/2 от любого берега. Поскольку a = 10 чи, то расстояние от центра до берега равно:

   r = a / 2 = 10 чи / 2 = 5 чи.

2. Когда камыш будет натянут к берегу, он образует прямоугольный треугольник с одной стороной равной глубине водоёма (d) и другой стороной равной расстоянию от центра водоёма до берега (r = 5 чи).

3. По теореме Пифагора для этого треугольника имеем:

   L² = d² + r².

4. Длина камыша L включает как часть, которая выступает над водой (h), так и глубину водоёма (d):

   L = h + d.

5. Подставим выражение для L в уравнение Пифагора:

   (h + d)² = d² + r².

6. Раскроем скобки и подставим значение r:

   (1 + d)² = d² + 5².

7. Затем упростим уравнение:

   1 + 2d + d² = d² + 25.

8. Убираем d² из обеих сторон:

   1 + 2d = 25.

9. Переносим 1 на другую сторону:

   2d = 24.

10. Теперь найдем d:

    d = 12 чи.

11. Теперь мы можем найти длину камыша:

    L = h + d = 1 чи + 12 чи = 13 чи.

Ответ:
Глубина водоёма составляет 12 чи, длина камыша — 13 чи.
от