Oznaczmy kolejno nogi stołu przez N1, N2,N3 i N4.
Obracamy stół w ten sposób, że dokonujemy obrotu blatu stołu wokół jego środka ciężkości (czyli wokół punktu przecięcia przekątnych blatu). Rozważmy funkcje:
- d1, określającą sumę odległości nóg N1 i N3 od podłogi w zależności od kąta 𝛼 obrotu blatu
- d2, określającą sumę odległości nóg N2 i N4 od podłogi w zależności od kąta 𝛼 obrotu blatu
- D, określającą różnicę sum odległości par przeciwległych nóg stołu (czyli N1 i N3 oraz N2 i N4) od podłogi w zależności od kąta 𝛼 obrotu blatu; tzn.:
Zauważmy, że jeśli obrócimy stół o kąt 90º, to nogi N1 i N3 znajdą się w pozycji wyjściowej (czyli określonej dla 0º) odpowiednio nóg N2 i N4.

Widok blatu z góry (stojącego na równej, płaskiej powierzchni) - kolejno w pozycji wyjściowej, obróconego o kąt 25º i obróconego o kąt 90º).
Skoro wszystkie nogi są tej samej długości, to każdy obrót o kąt większy niż 90º będzie powieleniem położenia, które już się pojawiło - tyle że z zamianą ról par nóg N1 i N3 oraz N2 i N4. Wystarczy więc, by każda z funkcji
d1, d2 i D była określona w przedziale
Z powyższych spostrzeżeń możemy wnioskować, że
oraz
Wykonując stronami odejmowanie (1)-(2), otrzymujemy
czyli
zatem
Oznacza to, że
- albo D(0º)=D(90º)=0 - co oznacza że stół w takim położeniu dotyka podłoża wszystkimi czterema nogami,
- albo D(0º) i D(90º) są różnych znaków i wówczas, jako że funkcja D jest w przedziale ⟨0º; 90º⟩ określona
i ciągła (powierzchnia podłogi zmienia się w sposób ciągły, więc odległości nóg od podłogi również zmieniają się w sposób ciągły), to z twierdzenia Darboux możemy wnioskować, że skoro
to funkcja D przyjmuje wartość 0 dla pewnego argumentu 𝛼0 z przedziału (0º; 90º).
Wobec tego w przedziale ⟨0º; 90º) znajdziemy kąt, o który należy obrócić stół, aby wszystkie jego cztery nogi stabilnie stały na podłodze, cnd.
Agnieszka Wątroba
Nauczycielka matematyki
Zobacz lekcje, które wyjaśnią temat krok po kroku:
Tutaj pojawi się lista Twoich książek
Zaloguj się i zacznij tworzyć ją już teraz.

