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Applications of Differentiation

Pipe Length Around a Corner

Description

Pipe length around a corner is a classic constrained optimization problem. It shows how calculus can find a maximum or minimum value when space is limited by fixed walls and angles.

The example used here asks for the longest horizontal pipe that can move around a right-angled turn. One hallway is...

Transcript

最適化の実用的な例としては、幅3メートルの廊下と幅2メートルの廊下からなる直角を回って、垂直に傾かずに持ち運べる棒の最大長さを求めることが挙げられます。

これを解くために、線分が内側の角を通り抜けて外壁に触れていると想像してください。このセグメントは特定の角度での利用可能なクリアランスを表します。

この長さのLはL1とL2の2つの成分に分かれており、廊下の幅と角度の正弦・余弦で表すことができます。

最大の長さを求めることが目標ですが、この長さはターンの最もタイトな部分によって制限されます。

したがって、長さ関数を微分して傾きがゼロになる場所を見つけ、ロッドのボトルネックとなる最小クリアランスを特定します。

得られる方程式は、割...