Trikotnik A ima površino 4 in dve strani dolžine 8 in 4. Trikotnik B je podoben trikotniku A in ima stran dolžine 13. Kakšna so največja in najmanjša možna območja trikotnika B?

Trikotnik A ima površino 4 in dve strani dolžine 8 in 4. Trikotnik B je podoben trikotniku A in ima stran dolžine 13. Kakšna so največja in najmanjša možna območja trikotnika B?
Anonim

Odgovor:

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

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

Pojasnilo:

Naj vrha trikotnika # A # označiti # P #, # Q #, # R #, s #PQ = 8 # in #QR = 4 #.

Uporaba Heronove formule,

# "Območje" = sqrt {S (S-PQ) (S-QR) (S-PR)} #, kje

#S = {PQ + QR + PR} / 2 # je pol-perimeter,

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 #

# = "Področje" = 4 #

Rešite 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 #

Izpolnite kvadrat.

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

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

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

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

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

To kaže, da obstajajo 2 možni vrsti trikotnika, ki izpolnjujeta dane pogoje.

V primeru max površine za trikotnik je, želimo, da je stran z dolžino 13 podobna strani PQ za trikotnik s #PQ = 4 sqrt {5 - sqrt15} ~~ 4,246 #.

Zato je linearno razmerje lestvice

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

Območje je zato povečano na faktor, ki je kvadrat linearnega razmerja. Torej lahko ima največji trikotnik B območje

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

Podobno, v primeru min območja za trikotnik, želimo, da je stran z dolžino 13 podobna strani PQ za trikotnik s #PQ = 4 sqrt {5 + sqrt15} ~~ 11.915 #.

Zato je linearno razmerje lestvice

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

Območje je zato povečano na faktor, ki je kvadrat linearnega razmerja. Torej lahko ima trikotnik B min. Območja

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