五星红旗中的五颗星全部画在旗面左上角的四分之一区域中,所以我们只讨论这个区域。这个区域是一个长宽比为 15 : 10 的矩形。我们取“长”的 1/15 为“单位长度”(后面所说的长度均指这个“单位长度”的倍数)。
五星红旗上的四颗小星是全等的,它们的不同之处在于:“位置”和“角度”。从其中一个得到其他的,需要进行“平移”和“旋转”。
每一个正五角星都有一个外接圆。那么,只要确定了这五个外接圆的大小和它们在矩形区域中的位置,就能确定这五颗星的大小和位置了。至于这五颗星的角度,我们知道其大体情况是:大星正放;四颗小星均有一角指向大星中心。至于精确角度,还需要进行计算。
大小:大星的外接圆的半径恰好是 3 (个单位长度),四颗小星的外接圆的半径都是 1 (个单位长度)。
位置:我们将上面的矩形区域(即旗面的左上角 1/4 )放正,以矩形区域左下角顶点为圆心O,以下侧的边为 X 轴(向右为正),以左侧的边位 Y 轴(向上为正),以单位长度为坐标长度,确定一个坐标系,则该矩形区域恰好在这个坐标系的第一象限。现在五个外接圆的位置可以通过其圆心的坐标来确定了:
大星:S( 5, 5)
小星:A(10, 8)
小星:B(12, 6)
小星:C(12, 3)
小星:D(10, 1)
角度:已知各个小星与大星的关系是:有一个角(顶点)指向大星中心。分别连接大星中心S与各个小星中心,得到四条直线:SA、SB、SC、SD。设每条直线与X轴的夹角(X轴下侧的角度为负数)分别为:∠A、∠B、∠C、∠D。相邻直线之间的夹角∠ASB、∠BSC、∠CSD,就是各颗小星转成相邻小星需要旋转的角度,也是我们最终要求出的结果。根据S、A、B、C、D各点的坐标,可以利用正切及反正切函数求出这些角度:
tanA = 3/5 => ∠A = arctan( 3/5) ≈30.963757
tanB = 1/7 => ∠B = arctan( 1/7) ≈8.130102
tanC = -2/7 => ∠C = arctan(-2/7) ≈-15.945396
tanD = -4/5 => ∠D = arctan(-4/5) ≈-38.659808
∠ASB = ∠A - ∠B = arctan( 3/5) - arctan(1/7) = arctan(8/19)≈22.833654°
∠BSC = ∠B - ∠C = arctan( 1/7) - arctan( -2/7) = arctan(21/47) ≈24.075498°
∠CSD = ∠C - ∠D = arctan(-2/7) - arctan( -4/5) = arctan(18/43) ≈22.714412°
现在五星红旗的各个星的大小、位置以及相邻小星间的角度差都确定了,就可以知道各个小星之间通过怎样的移动能够重合了。比如:从“小星A” 得到“小星B”:
第一步:向右平移 2(个单位长度)、再向下平移2;(这是将点A移动到点B的方法)
第二步:顺时针旋转约 22.833654°。(这是将直线SA移动(旋转)到直线SB的方法)
其他各小星间的移动同理。
t,交水费18.5元。超出5t部分的用水,每吨收费多少元?
18.5-(5*2.5)
=18.5-12.5
=6(元)
答:每吨收费6/(x-5)元