算額あれこれ

算額問題をコンピュータで解きます

算額(その37)

新潟県三島郡 与板八幡宮 寛政12年(1800)

和算の館 新潟県柏崎市与板 与板三柱神社 であろう
http://www.wasan.jp/niigata/yoitahatiman1.html
キーワード:3次元,直方体,対角線
#Julia #SymPy #算額 #和算 #数学


「長」,「平」,「高」の 3 辺を持つ直方体において,

  • 「長」,「平」 の差は 1 寸
  • 「斜」は 13 寸

直方体の体積が最も大きくなるのは,「長」がいくつのときか。

直方体の底面の対角線を \(L\) として,以下の式を立てる。

using SymPy
@syms 長::positive, 平::positive, 高::positive, 斜::positive, L::positive;

斜 = 13
平 = 長 - 1
eq2 = 長^2 + 平^2 - L^2;
eq3 = L^2 + 高^2 - 斜^2;

res = solve([eq2, eq3], (L, 高))[1]

    (sqrt(2*長^2 - 2*長 + 1), sqrt(2)*sqrt(-長^2 + 長 + 84))

volume = 長 * 平 * res[1][2]
volume |> println

   sqrt(2)*長*(長 - 1)*sqrt(-長^2 + 長 + 84)

diff(volume) |> solve |> println

   Sym[1/2, 8]

1/2 は不適切解なので,正解は 8 (寸)である。

ちなみに,高さは

sqrt(2)*sqrt(-長^2 + 長 + 84)(長 => 8).evalf()

   7.48331477354788


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