Rincón Matemático

Matemática => Geometría y Topología => Mensaje iniciado por: quijote en 04 Enero, 2009, 08:11 pm

Título: A vueltas con los dichosos conos
Publicado por: quijote en 04 Enero, 2009, 08:11 pm
Hola a todos

Tengo el siguiente problema sin solución, a ver si alguien se atreve a sacar la formula que lo resuelve.

Tengo un rectangulo sobre el que se apoyan "n" conos en sus bordes. El número minimo de conos es 4 (uno en cada vertice) y el maxímo "n". Los cono se pueden cortar. Los lados mayores tienen "j" conos (los 2 lados los mismos) y los menores "i" conos (los 2 lados los mismos). Se trata de calcular la ecuación o sistema que nos da el volumen de los conos descontando las intersecciones.
Título: Re: A vueltas con los dichosos conos
Publicado por: Jabato en 04 Enero, 2009, 11:11 pm
¡Jo macho como te expresas! No hay quien entienda ese galimatías de subindices y conos.

Hay varias preguntas:

1ª ¿Como se apoyan los conos, sobre su base, sobre su generatriz?

2ª ¿Todos los conos son iguales?

3ª ¿Los conos puene penetrarse unos con otros? ¿que significa descontando las intersecciones?

4ª ¿Porqué el número mínimo es 4? ¿Porqué no es 1?

5ª ¿Que significa se apoyan sobre sus bordes?

¿Que tal si nos muestras una figurita?

Saludos, Jabato.
Título: Re: A vueltas con los dichosos conos
Publicado por: quijote en 05 Enero, 2009, 12:36 am
Tienes un archivo con un ejemplo en el post. ¿No lo has visto?
Todos los conos son iguales. Se apoyan por el vertice
Título: Re: A vueltas con los dichosos conos
Publicado por: Jabato en 05 Enero, 2009, 12:41 am
Si, si lo he visto, pero esta corrupto ese archivo no se ve nada.

Saludos, Jabato.
Título: Re: A vueltas con los dichosos conos
Publicado por: quijote en 05 Enero, 2009, 12:52 am
He probado a descargarlo y a mi me funciona. Es un fichero de autocad en 3D, de todas formas te lo adjunto en PDF.
Título: Re: A vueltas con los dichosos conos
Publicado por: Jabato en 05 Enero, 2009, 01:21 am
Pues no sé para que necesitas resolver semejante problema y tampoco sé si habrá alguien capaz de resolverlo, a mi no me gusta perder el tiempo en semejantes comeduras de tarro salvo que haya una razón que lo justifique, pero como mínimo hace falta conocer las dimnsiones de los conos y la distancia a la que están colocados, aunque sea en forma relativa respecto a las dimensiones del rectángulo, si no es imposible.

Es posible que con una computadora se pueda resolver el problema, usando una técnica parecida a la de la integración. Ahora debo irme pero mañana, cuando tenga un rato, te comento los detalles. La fórmula general va a ser difícil, pero un caso concreto si podría calcularse.

Saludos, Jabato.
Título: Re: A vueltas con los dichosos conos
Publicado por: quijote en 05 Enero, 2009, 08:43 am
Hola Jabato, gracias por tu atención.

El_manco lo resolvío para la circunferencia (es un genio) 8^).
Las dimensiones de los conos son conocidas (h y r), la separación de los conos para el lado mayor es "a/j" y "b/i" para el menor.
Saludos
Título: Re: A vueltas con los dichosos conos
Publicado por: Jabato en 05 Enero, 2009, 09:33 am
Ya, se entiende que todos los datos necesarios son conocidos, ¿no es eso?

Saludos, Jabato.
Título: Re: A vueltas con los dichosos conos
Publicado por: quijote en 05 Enero, 2009, 09:39 am
Correcto.
Título: Re: A vueltas con los dichosos conos
Publicado por: Jabato en 05 Enero, 2009, 10:29 am
El enfoque que yo le daría sería el siguiente:

1º  Considerar el prisma recto mínimo que contiene a todos los conos. Dicho prisma tendría por base un rectángulo de dimensiones (a+d)(b+d) siendo a y b las dimensiones del rectángulo del enunciado y d el diámetro de la base de los conos, y por altura, la altura de los conos, h. Dicho prisma contendría a todos los conos y por lo tanto su volumen

\( V_p=(a+d)(b+d)h  \)   (1)

sería una cota superior del volumen buscado.

2º Establecería a continuación una división del prisma obtenido en celdillas semejantes a él, a base de dividir cada una de sus dimensiones en n partes, de manera que el prisma total contuviera \( n^3 \) celdillas, cada una de ellas con un volumen:

\( v_n=\displaystyle\frac{V_p}{n^3} \)   (2)

3º Establecería la red de puntos coincidentes con los centros geométricos de todas y cada una de las celdillas.

4º Consideraría una función k, (función en el sentido informático de la palabra) que determinara para cada celdilla un valor k=1 si su centro se encuentra bajo alguno de los conos y un valor k=0 si no está cubierto por ninguno de ellos.

5º Y a continuación realizaría la suma siguiente, extendida a todas las celdillas:

\( v_n\displaystyle\sum_{i=1}^{n^3}k_i \)   (3)


siendo este valor una aproximación del volumen buscado tanto mejor cuanto mayor sea n. El límite cuando n tiende a infinito, sería el volumen buscado:

\( V=\displaystyle\lim_{n \to{+}\infty}v_n\displaystyle\sum_{i=1}^{n^3}k_i \)   (4)

El cálculo resulta complicado para una persona, pero no lo es para un ordenador, y aunque los ordenadores no tienen demasiada facilidad para calcular límites, si tienen la posibilidad de realizar aproximaciones a él tan buenas como queramos (dentro de su capacidad, claro).

La mayor dificultad de este proceso es establecer la función k, pero si el paquete de conos es conocido y sus dimensiones también, entonces puede hacerse ya que sería un cálculo repetitivo para todos y cada uno de los conos, trabajo relativamente sencillo para un ordenador. El único inconveniente es que este método no te permite establecer una "expresión algebraica" que te devuelva el volumen mencionado, pero la fórmula, que era lo que pedías, ya la tienes, es la expresión (4). Si tienes interés en realizar un programa informático que te calcule ese volumen para cualquier número de conos, en todas sus variantes y dimensiones, podríamos llegar a un acuerdo, siempre que estuvieras dispuesto a pagar mi tiempo, claro. Es un programa relativamente sencillo, pero mi tiempo vale dinero. 

Saludos, Jabato.
Título: Re: A vueltas con los dichosos conos
Publicado por: quijote en 05 Enero, 2009, 12:41 pm
Si tienes interés en realizar un programa informático que te calcule ese volumen para cualquier número de conos, en todas sus variantes y dimensiones, podríamos llegar a un acuerdo, siempre que estuvieras dispuesto a pagar mi tiempo, claro. Es un programa relativamente sencillo, pero mi tiempo vale dinero. 

Saludos, Jabato.

 ;D ;D ;D

"tas pasao de vueltas"

Como te veo un poco despistado te sugiero que veas la solución del El_Manco para el caso de la circunferencia.

Saludos






Título: Re: A vueltas con los dichosos conos
Publicado por: Jabato en 05 Enero, 2009, 12:49 pm
¿Puedes explicarme en que me he pasado y en qué te parece que ando despistado?

Conozco las habilidades del manco, probablemente mejor que tú, no necesito detalles al respecto, pero el manco ya no está con nosotros.

Y si no te gusta mi solución prueba a ver si encuentras otra mejor. No lo creo.

Saludos, Jabato.
Título: Re: A vueltas con los dichosos conos
Publicado por: quijote en 05 Enero, 2009, 06:37 pm
Efectivamente parece facil pero la variante de no tener los mismos conos en las bases que en las alturas lo complica un poco.

Jabato no te enfades pero lo de ir cobrando por los foros no me parece bien. Yo al menos no lo he hecho nunca, ni lo voy hacer. Se trata de pasar el rato y aguzar el ingenio.

Saludos
Título: Re: A vueltas con los dichosos conos
Publicado por: Jabato en 05 Enero, 2009, 07:05 pm
Disculpa, yo no voy cobrando por los foros, es más, en este y otros foros he regalado alguna vez programas para realizar algunas tareas sencillas sin cobrar absolutamente nada, y trato de ayudar en todo lo que puedo a la gente que está empezando ó a la gente que está enseñando. Yo el ingenio ya lo usé, y más arriba tienes la prueba de ello, lo que te propuse fué hacer un programa informático que hiciera el cálculo y eso ya no es ser ingenioso, es ser otra cosa. Hay gente que utiliza estos foros para su propio aprovechamiento, por aquí pasan desde inventores hasta científicos locos, ó ingenieros con problemas técnicos de cierta dificultad, ¿de verdad te parece mal que yo te ofrezca mis servicios como programador informático con buenos conocimientos matemáticos? Pue no veo donde está el despiste ó el pasarse tres pueblos en eso. Ya me explicarás. Pero no te preocupes, retiro mi ofrecimiento igual que lo ofrecí, sin cobrarte nada, eso lo hago gratis, entiendes.

Jabato.
Título: Re: A vueltas con los dichosos conos
Publicado por: quijote en 06 Enero, 2009, 10:09 am
A tanto no llego pero efectivamente lo más complicado son las esquinas
Título: Re: A vueltas con los dichosos conos
Publicado por: quijote en 10 Enero, 2009, 12:04 am
El tema se ha complicado demasiado, me rindo.

Gracias a Jabato y a topo23 por su interes y ayuda.

Saludos