Решите геометрическую задачку. В голову пришла интересная геометрическая задача. Сам ответа на неё не знаю, будет интересно глянуть на ваше решение. Задача: У нас есть точки A, B и C, а также прямая M. Точка A лежит на прямой M. Точки B и С не лежат на прямой M, но обе расположены по одну сторону от неё. Известно, что расстояние между A и B меньше, чем расстояние между A и C. Вопрос: может ли на отрезке AB существовать какая-нибудь точка, которая будет расположена ближе к точке C, чем к точке B? Почему? (доказательство)
Рассмотрим вашу задачу более подробно. Пусть A A A — это точка на прямой M M M, а точки B B B и C C C находятся по одну сторону от M M M.
Для начала обозначим расстояния между точками:
d(A,B)=AB d(A, B) = AB d(A,B)=AB — расстояние между точкой A A A и точкой B B Bd(A,C)=AC d(A, C) = AC d(A,C)=AC — расстояние между точкой A A A и точкой C C C
Согласно условию, ( AB < AC ).
Теперь давайте рассмотрим произвольную точку P P P на отрезке AB AB AB. Необходимым условием для того, чтобы P P P была ближе к C C C чем к B B B, является следующее неравенство:
[ d(P, C) < d(P, B) ]
Теперь выразим расстояния между точками. Пусть AB=d AB = d AB=d — это расстояние от A A A до B B B. Точка P P P может быть представлена как P=A+t P = A + t P=A+t, где t t t изменяется от 0 0 0 до d d dтоесть(P)движетсяот(A)к(B)то есть ( P ) движется от ( A ) к ( B )тоесть(P)движетсяот(A)к(B).
Теперь рассчитаем расстояния:
Расстояние от P P P до B B B: d(P,B)=∣P−B∣=∣(A+t)−B∣=∣A−B+t∣=d−t
d(P, B) = |P - B| = |(A + t) - B| = |A - B + t| = d - t d(P,B)=∣P−B∣=∣(A+t)−B∣=∣A−B+t∣=d−t
Расстояние от P P P до C C C: d(P,C)=∣P−C∣=∣(A+t)−C∣=∣(A−C)+t∣=∣AC−t∣
d(P, C) = |P - C| = |(A + t) - C| = |(A - C) + t| = |AC - t| d(P,C)=∣P−C∣=∣(A+t)−C∣=∣(A−C)+t∣=∣AC−t∣
Теперь необходимо проверить условие: [ |AC - t| < d - t ]
Расписав это неравенство:
Если AC−t≥0 AC - t \geq 0 AC−t≥0, то: [ AC - t < d - t \implies AC < d ] Это противоречит условию ( d(A, C) > d(A, B) ) или ( AC > AB ).
Если ( AC - t < 0 ), то: [ t - AC < d - t \implies 2t < AC + d \implies t < \frac{AC + d}{2} ] Это возможно, если только резервировать часть отрезка AB AB AB.
Таким образом, можно видеть, что как только мы движемся ближе к B B Bтоестьуменьшаем(t)то есть уменьшаем ( t )тоестьуменьшаем(t), расстояние до C C C будет расти, и наоборот: как только мы двигаемся ближе к C C C, расстояние до точки B B B тоже растёт. Следовательно, по мере того, как P P P приближается к B B B, d(P,C) d(P, C) d(P,C) растёт, что делает невозможным, чтобы P P P была ближе к C C C чем к B B B.
Таким образом, ответ на вашу задачу: нет, на отрезке AB AB AB не может существовать такая точка P P P, которая находилась бы ближе к C C C, чем к B B B.
Рассмотрим вашу задачу более подробно. Пусть A A A — это точка на прямой M M M, а точки B B B и C C C находятся по одну сторону от M M M.
Для начала обозначим расстояния между точками:
d(A,B)=AB d(A, B) = AB d(A,B)=AB — расстояние между точкой A A A и точкой B B Bd(A,C)=AC d(A, C) = AC d(A,C)=AC — расстояние между точкой A A A и точкой C C CСогласно условию, ( AB < AC ).
Теперь давайте рассмотрим произвольную точку P P P на отрезке AB AB AB. Необходимым условием для того, чтобы P P P была ближе к C C C чем к B B B, является следующее неравенство:
[
d(P, C) < d(P, B)
]
Теперь выразим расстояния между точками. Пусть AB=d AB = d AB=d — это расстояние от A A A до B B B. Точка P P P может быть представлена как P=A+t P = A + t P=A+t, где t t t изменяется от 0 0 0 до d d d тоесть(P)движетсяот(A)к(B)то есть ( P ) движется от ( A ) к ( B )тоесть(P)движетсяот(A)к(B).
Теперь рассчитаем расстояния:
Расстояние от P P P до B B B:
d(P,B)=∣P−B∣=∣(A+t)−B∣=∣A−B+t∣=d−t d(P, B) = |P - B| = |(A + t) - B| = |A - B + t| = d - t
d(P,B)=∣P−B∣=∣(A+t)−B∣=∣A−B+t∣=d−t
Расстояние от P P P до C C C:
d(P,C)=∣P−C∣=∣(A+t)−C∣=∣(A−C)+t∣=∣AC−t∣ d(P, C) = |P - C| = |(A + t) - C| = |(A - C) + t| = |AC - t|
d(P,C)=∣P−C∣=∣(A+t)−C∣=∣(A−C)+t∣=∣AC−t∣
Теперь необходимо проверить условие:
[
|AC - t| < d - t
]
Расписав это неравенство:
Если AC−t≥0 AC - t \geq 0 AC−t≥0, то:
[
AC - t < d - t \implies AC < d
]
Это противоречит условию ( d(A, C) > d(A, B) ) или ( AC > AB ).
Если ( AC - t < 0 ), то:
[
t - AC < d - t \implies 2t < AC + d \implies t < \frac{AC + d}{2}
]
Это возможно, если только резервировать часть отрезка AB AB AB.
Таким образом, можно видеть, что как только мы движемся ближе к B B B тоестьуменьшаем(t)то есть уменьшаем ( t )тоестьуменьшаем(t), расстояние до C C C будет расти, и наоборот: как только мы двигаемся ближе к C C C, расстояние до точки B B B тоже растёт. Следовательно, по мере того, как P P P приближается к B B B, d(P,C) d(P, C) d(P,C) растёт, что делает невозможным, чтобы P P P была ближе к C C C чем к B B B.
Таким образом, ответ на вашу задачу: нет, на отрезке AB AB AB не может существовать такая точка P P P, которая находилась бы ближе к C C C, чем к B B B.