Trokut A ima površinu od 4 i dvije strane duljine 8 i 4. Trokut B je sličan trokutu A i ima stranu duljine 13. Koja su maksimalna i minimalna moguća područja trokuta B?

Trokut A ima površinu od 4 i dvije strane duljine 8 i 4. Trokut B je sličan trokutu A i ima stranu duljine 13. Koja su maksimalna i minimalna moguća područja trokuta B?
Anonim

Odgovor:

# "Max" = 169/40 (5 + sqrt15) ~~ 37.488 #

# "Min" = 169/40 (5 - sqrt15) ~~ 4.762 #

Obrazloženje:

Neka vrhove trokuta # S # biti označeni # P #, # P #, # R #, s #PQ = 8 # i #QR = 4 #.

Korištenje Heronove formule,

# "Područje" = sqrt {S (S-PQ) (S-QR) (S-PR)} #, gdje

#S = {PQ + QR + PR} / 2 # je polu-perimetar,

imamo

#S = {8 + 4 + PR} / 2 = {12 + PR} / 2 #

Tako,

#sqrt {S (S-PQ) (S-QR) (S-PR)} #

# = sqrt {({12 + PQ} / 2) ({12 + PQ} / 2-8) ({12 + PQ} / 2-4) ({12 + PQ} / 2-PQ)} #

# = sqrt {(12 + PQ) (PQ - 4) (4 + PQ) (12 - PQ)} / 4 #

# = "Površina" = 4 #

Riješite za # C #.

#sqrt {(144 - PQ ^ 2) (PQ ^ 2 - 16)} = 16 #

# (PQ ^ 2 - 144) (PQ ^ 2 - 16) = -256 #

# PQ ^ 4 - 160 PQ ^ 2 + 2304 = -256 #

# (PQ ^ 2) ^ 2 - 160 PQ ^ 2 + 2560 = 0 #

Dovršite trg.

# ((PQ ^ 2) ^ 2 - 80) ^ 2 + 2560 = 80 ^ 2 #

# ((PQ ^ 2) ^ 2 - 80) ^ 2 = 3840 #

# PQ ^ 2 = 80 + 16sqrt15 # ili # PQ ^ 2 = 80 -16sqrt15 #

#PQ = 4 sqrt {5 + sqrt15} ~~ 11.915 # ili

#PQ = 4 sqrt {5 - sqrt15} ~ ~ 4,246 #

To pokazuje da postoje dvije moguće vrste trokuta koje zadovoljavaju navedene uvjete.

U slučaju max područja za trokut biti, želimo da strana s duljinom 13 bude slična strani PQ za trokut sa #PQ = 4 sqrt {5 - sqrt15} ~ ~ 4,246 #.

Stoga je linearni omjer razmjera

# 13 / {4 sqrt {5 - sqrt15}} ~~ 3.061 #

Područje se stoga povećava do faktora koji je kvadrat linearnog omjera razmjera. Dakle, maksimalni trokut B područja može imati je

# 4 xx (13 / {4 sqrt {5 - sqrt15}}) ^ 2 = 169/40 (5 + sqrt15) ~~ 37.488 #

Slično tome, u slučaju min područja za trokut biti, želimo da strana s duljinom 13 bude slična strani PQ za trokut sa #PQ = 4 sqrt {5 + sqrt15} ~~ 11.915 #.

Stoga je linearni omjer razmjera

# 13 / {4 sqrt {5 + sqrt15}} ~~ 1.091 #

Područje se stoga povećava do faktora koji je kvadrat linearnog omjera razmjera. Dakle, trokut B min. Područja može imati je

# 4 xx (13 / {4 sqrt {5 + sqrt15}}) ^ 2 = 169/40 (5 - sqrt15) ~~ 4.762 #