Вопрос:

9. Ваня стоит в темной комнате на расстоянии L = 2,0 м от той стены, если высота его тени на вертикальной стене H = 1.4 м, а его рост h = 1,6 м.

Ответ:

Решение:

В данном случае мы имеем дело с подобными треугольниками. Источник света (например, лампа) находится на некотором расстоянии от стены и от Вани. Тень от Вани падает на стену. Можно представить, что источник света находится в вершине угла, а Ваня и его тень — это параллельные отрезки (или, точнее, их проекции на вертикаль).

Пусть \( x \) — расстояние от источника света до стены, \( L \) — расстояние от Вани до стены, \( h \) — рост Вани, \( H \) — высота тени на стене.

Условие задачи дано в обратном порядке. Правильная формулировка: "Ваня стоит в темной комнате. Его рост \( h = 1,6 \) м. Высота его тени на вертикальной стене \( H = 1,4 \) м. Расстояние от Вани до стены \( L = 2,0 \) м. Определите расстояние от источника света до стены."

Предположим, что источник света находится слева от Вани, и его расстояние до стены равно \( x \). Тогда расстояние от источника до Вани равно \( x - L \).

Из подобия треугольников (большого, образованного источником света и тенью на стене, и меньшего, образованного источником света и Ваней) следует:

\[ \frac{H}{h} = \frac{x}{x - L} \]

Подставим известные значения:

\[ \frac{1.4}{1.6} = \frac{x}{x - 2.0} \]

Упростим дробь \( \frac{1.4}{1.6} = \frac{14}{16} = \frac{7}{8} \).

\[ \frac{7}{8} = \frac{x}{x - 2.0} \]

Теперь решим уравнение:

\[ 7(x - 2.0) = 8x \]

\( 7x - 14 = 8x \)

\[ 8x - 7x = -14 \]

\( x = -14 \) м

Полученное отрицательное расстояние указывает на то, что предполагаемое расположение источника света (слева от Вани) некорректно для получения такой тени. Скорее всего, источник света находится за Ваней, и тень падает на стену перед ним. Или же стена находится за Ваней, и источник света находится перед ним. С учетом формулировки "расстояние от той стены" и "на вертикальной стене", стена находится за Ваней.

Переформулируем задачу согласно стандартному условию:

Источник света находится на расстоянии \( D \) от стены. Ваня ростом \( h=1.6 \) м стоит на расстоянии \( L=2.0 \) м от стены. Высота его тени \( H=1.4 \) м. Найти \( D \).

Тогда расстояние от источника до Вани будет \( D - L \).

\[ \frac{H}{h} = \frac{D-L}{D} \]

\( H · D = h · (D-L) \)

\[ HD = hD - hL \]

\( hL = hD - HD \)

\[ hL = D(h-H) \]

\( D = \frac{hL}{h-H} \)

Подставим значения:

\[ D = \frac{1.6 \text{ м} \cdot 2.0 \text{ м}}{1.6 \text{ м} - 1.4 \text{ м}} = \frac{3.2 \text{ м}^2}{0.2 \text{ м}} = 16 \text{ м} \]

Ответ: Расстояние от источника света до стены составляет 16 м.