Для построения изображения, создаваемого собирающей линзой, нам нужно использовать основные параметры линзы: фокусное расстояние (f) и расстояние до предмета (D). У вас указано, что фокусное расстояние \( f = 4 \) см, а расстояние до предмета \( D = 2 \) см.
Сначала запишем формулу, которая связывает фокусное расстояние, расстояние до предмета и расстояние до изображения:
\[ \frac{1}{f} = \frac{1}{D} + \frac{1}{D'} \]
где \( D' \) — расстояние до изображения. Подставим известные значения:
\[ \frac{1}{4} = \frac{1}{2} + \frac{1}{D'} \]
Теперь найдем \( \frac{1}{D'} \):
\[ \frac{1}{D'} = \frac{1}{4} - \frac{1}{2} \]
Приведем к общему знаменателю:
\[ \frac{1}{D'} = \frac{1}{4} - \frac{2}{4} = -\frac{1}{4} \]
Теперь найдем \( D' \):
\[ D' = -4 \, \text{см} \]
Отрицательное значение расстояния означает, что изображение образуется на той же стороне линзы, что и предмет (т.е. изображение виртуальное).
Теперь рассмотрим увеличение \( A \):
\[ A = \frac{h'}{h} = -\frac{D'}{D} \]
где \( h' \) — высота изображения, \( h \) — высота предмета. Так как в этом случае:
\[ A = -\frac{-4}{2} = 2 \]
Это означает, что изображение будет в два раза больше по высоте, чем предмет, и будет виртуальным, находясь на одной стороне с предметом (поэтому искомое изображение будет выглядеть больше, но не перевернуто).
Таким образом, данные условия дают нам виртуальное увеличенное изображение, находящееся на расстоянии 4 см от линзы на той же стороне, что и предмет.