Для решения задачи воспользуемся формулой тонкой линзы и формулой увеличения. В общем виде формула тонкой линзы выглядит следующим образом:
[ \frac{1}{f} = \frac{1}{d} + \frac{1}{d'} ]
где ( f ) – фокусное расстояние линзы, ( d ) – расстояние от предмета до линзы, ( d' ) – расстояние от линзы до изображения.
Увеличение ( M ) линзы задается как:
[ M = \frac{d'}{d} ]
Из условия задачи известно, что увеличение ( M = 3 ), следовательно:
[ d' = 3d ]
Поскольку общее расстояние от предмета до экрана (где получается четкое изображение) равно 4 метрам, мы можем выразить ( d ) и ( d' ) через это расстояние:
[ d + d' = 4 \text{ м} ]
[ d + 3d = 4 \text{ м} ]
[ 4d = 4 \text{ м} ]
[ d = 1 \text{ м} ]
[ d' = 3 \text{ м} ]
Теперь подставим эти значения в формулу тонкой линзы:
[ \frac{1}{f} = \frac{1}{1} + \frac{1}{3} ]
[ \frac{1}{f} = 1 + \frac{1}{3} ]
[ \frac{1}{f} = \frac{4}{3} ]
[ f = \frac{3}{4} \text{ м} ]
Таким образом, фокусное расстояние линзы составляет 0.75 метра.