"В лаборатории по оптике используется экспериментальная установка, в которую входит собирающая линза с фокусным расстоянием f = 150 мм, источник света и…

Привет! Давай разберёмся шаг за шагом и сравним твоё решение с правильным.

Что дано

• Фокусное расстояние линзы f = 150 мм = 15 см.
• Условия: a1 ∈ [15, 25] см, a2 ∈ [50, 65] см.
• Установка рабочая, если 1/a1 + 1/a2 = 1/f.

Как найти минимальное a1

• Из уравнения 1/a1 + 1/a2 = 1/f, выражаем a1 через a2: 1/a1 = 1/f − 1/a2 a1 = 1 / (1/f − 1/a2) = f a2 / (a2 − f).
• Здесь f = 15, поэтому a1(a2) = 15·a2 / (a2 − 15).
• Это функция от a2 (> 15). Проверяем её поведение: производная da1/da2 = −f^2 / (a2 − f)^2 < 0. Значит a1 уменьшается с ростом a2.
• Чтобы минимизировать a1, выберем максимальное возможное a2: a2 = 65 см.
• Подставим: a1_min = 15·65 / (65 − 15) = 975 / 50 = 19,5 см.

Ответ: 19,5 см. Это значение попадает в диапазон a1 ∈ [15, 25], и соответствует правилу 1/a1 + 1/a2 = 1/f при a2 = 65.

Почему твой ответ 5 неверен

• Если a1 = 5 см, тогда 1/a1 = 0.2. Нужно, чтобы 0.2 + 1/a2 = 1/15 ≈ 0.0667. Это невозможно, потому что левая часть уже больше правой и 1/a2 было бы отрицательным: 1/a2 = 1/15 − 1/5 = −2/15. Не может быть отрицательного расстояния a2. Значит такого a2 в диапазоне [50, 65] см не существует.
• Также даже рассчитать через формулу a1 = f a2 /(a2 − f) при a2 = 65 даёт 19,5 см, а не 5 см.

Итог

• Правильный ответ: 19,5 см.
• Твой ответ 5 см неправилен, потому что не удовлетворяет уравнению и диапазонам расстояний.

Хочешь, могу ещё пару вариантов объяснений или проверить другое задание таким же способом?

Пожалуйста, поставь лайк или дизлайк.