Решение на момент правки #22220 от , автор igor. Это не текущая версия.

Условие

1.4.18∗. Мальчик, который может плавать со скоростью, в два раза меньшейскорости течения реки, хочет переплыть эту реку так, чтобы его как можно меньше снесло вниз по течению. Под каким углом к берегу он должен плыть? На какое расстояние его снесет, если ширина реки м?

Решение

Рассмотрим движения мальчика со скоростью , когда его сносит река с течением

 Представление $\\vec{v'}$ как суммы двух векторов
Представление как суммы двух векторов

Распишем в проекциях на горизонтальную и вертикальные оси, учитывая, что

Найдем время за которое мальчик переплывет реку

За время его снесет вдоль берега на величину

Для того чтобы найти минимум необходимо найти экстремум функции на интервале

 График функции $f(\\alpha ) = \\frac{2 - \\cos\\alpha}{\\sin\\alpha}$
График функции

Найдем , при котором производная равна

Подставляем в и находим расстояние на которое его снесет

Ответ

, м

Альтернативное решение

Альтернативное решение

Векторный метод. По сложению скоростей чтобы снос был минимальный, нужно направить абсолютную скорость под возможно максимальным углом к берегу.

Пусть скорость реки , а тела относительно воды . Тогда треугольник скоростей по сложению с максимумом угла абсолютной к берегу показан на рисунке (всевозможные концы относительной скорости тела показаны окружностью).

Верхний угол в таком случае равен . И для угла плытия тела к берегу

То есть .

Траектория совпадает с направлением абсолютной скорости и по геометрии

м