3.14
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、割れ項と余割れ項を正弦と余弦に書き換えることで解くことができます。次に、項を方程式の反対側に並べ替えて正弦と余弦をグループ化すると、接三乗を含む簡略化された式が得られます。
この角度を元の長さの方程式に戻すことで、コーナーを安全にクリアできる最大ロッドの長さが得られます。
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