Какова площадь S (в км²) Приморского городского района, находящегося внутри кольцевой линии длиной 60 км? В ответе

  • 23
Какова площадь S (в км²) Приморского городского района, находящегося внутри кольцевой линии длиной 60 км? В ответе указывается значение выражения S.
Магический_Трюк_4763
53
Для решения этой задачи нам необходимо знать формулу для площади кольцевой линии. Формула для площади S кольцевой линии радиусами R1 и R2, где R1 - внутренний радиус, а R2 - внешний радиус, задается следующим образом:

\[S = \pi \cdot (R2^2 - R1^2)\]

По нашей задаче, длина кольцевой линии составляет 60 км. Так как кольцо имеет одновременно внешний и внутренний радиус, мы можем найти сумму длин двух радиусов:

\[R1 + R2 = 60\]

Также, можно представить выражение для площади кольца в виде:

\[S = \pi \cdot R2^2 - \pi \cdot R1^2\]

Теперь мы можем решить два уравнения с двумя неизвестными. Можно решить систему уравнений для нахождения значений R1 и R2:

\[R1 + R2 = 60\]
\[R2 - R1 = S/\pi\]

Сложим эти уравнения, чтобы избавиться от R2:

\[2R2 = 60 + S/\pi\]

\[R2 = (60 + S/\pi)/2\]

Теперь найдем R1, вычтя R2 из первого уравнения:

\[R1 = 60 - R2\]

Подставим значения радиусов в исходное выражение для площади S:

\[S = \pi \cdot ((60 + S/\pi)/2)^2 - \pi \cdot (60 - (60 + S/\pi)/2)^2\]

Теперь мы можем решить это уравнение относительно S. Раскроем скобки:

\[S = \pi \cdot (3600 + 120S/\pi + S^2/\pi^2)/4 - \pi \cdot (3600 - 120S/\pi + S^2/\pi^2)/4\]

Упростим и вынесем общий множитель \(\pi/4\):

\[S = \pi/4 \cdot S^2/\pi^2 + \pi/4 \cdot 240S/\pi\]

\[S = S^2/(4\pi) + 60S/\pi\]

Перенесем все члены в одну сторону:

\[0 = S^2/(4\pi) + 60S/\pi - S\]

\[0 = S^2/(4\pi) + S(60/\pi - 1)\]

Теперь у нас есть квадратное уравнение. Решим его с помощью дискриминанта:

Дискриминант D для квадратного уравнения \(ax^2 + bx + c = 0\) равен:

\[D = b^2 - 4ac\]

В нашем случае a = 1/4*pi, b = 60/pi - 1, c = 0. Подставим значения:

\[D = (60/\pi - 1)^2 - 4 \cdot (1/4\pi) \cdot 0\]

\[D = (3600/\pi^2 - 120/\pi + 1) - 0\]

\[D = 3600/\pi^2 - 120/\pi + 1\]

Так как D = 0, квадратное уравнение имеет один корень. Найдем этот корень:

\[S = \frac{-b}{2a}\]

\[S = \frac{-60/\pi + 1}{2(1/4\pi)}\]

\[S = \frac{-60/\pi + 1}{1/2\pi}\]

\[S = 2(-60/\pi + 1)\]

\[S = -120/\pi + 2\]

Таким образом, площадь Приморского городского района равна \(-120/\pi + 2\) км².