Trójkąt A ma powierzchnię 15 i dwie strony długości 4 i 9. Trójkąt B jest podobny do trójkąta A i ma bok długości 7. Jakie są maksymalne i minimalne możliwe obszary trójkąta B?

Trójkąt A ma powierzchnię 15 i dwie strony długości 4 i 9. Trójkąt B jest podobny do trójkąta A i ma bok długości 7. Jakie są maksymalne i minimalne możliwe obszary trójkąta B?
Anonim

Odpowiedź:

Jest możliwa trzecia strona wokół #11.7# w trójkącie A. Gdyby skalował się do siedmiu, otrzymalibyśmy minimalny obszar # 735 / (97 + 12 sqrt (11)) #.

Jeśli długość boku #4# skalowane do #7# dostaniemy maksymalną powierzchnię #735/16.#

Wyjaśnienie:

Jest to prawdopodobnie trudniejszy problem, niż się wydaje. Ktoś wie, jak znaleźć trzecią stronę, której potrzebujemy do tego problemu? Normalne wyzwolenie zwykle powoduje, że obliczamy kąty, dokonując przybliżenia, gdy nie jest wymagane.

Tak naprawdę nie uczy się tego w szkole, ale najprostszym sposobem jest twierdzenie Archimedesa, nowoczesna forma twierdzenia Herona. Nazwijmy obszar A #ZA# i odnieść to do boków A # a, b # i #do.#

# 16A ^ 2 = 4 a ^ 2 b ^ 2 - (c ^ 2 - a ^ 2 - b ^ 2) ^ 2 #

#do# pojawia się tylko raz, więc to nasze nieznane. Rozwiążmy to.

# (c ^ 2 - a ^ 2 - b ^ 2) ^ 2 = 4 a ^ 2 b ^ 2 - 16A ^ 2 #

# c ^ 2 = a ^ 2 + b ^ 2 pm sqrt {4 a ^ 2 b ^ 2 - 16A ^ 2} #

Mamy # A = 15, a = 4, b = 9 #

# c ^ 2 = 4 ^ 2 + 9 ^ 2 pm sqrt {4 (4 ^ 2) (9 ^ 2) - 16 (15) ^ 2} = 97 pm sqrt {1584} #

#c = sqrt {97 pm 12 sqrt {11}} #

#c około 11,696 lub 7,563 #

To dwie różne wartości #do#, z których każdy powinien dać początek trójkątowi obszaru #15#. Znak plusa jest dla nas interesujący, ponieważ jest większy niż pozostałe dwie strony.

Aby uzyskać maksymalny obszar, maksymalne skalowanie, czyli najmniejsze skalowanie strony #7#, dla współczynnika skali #7/4# więc nowy obszar (który jest proporcjonalny do kwadratu współczynnika skali) #(7/4)^2(15) = 735/16#

Dla minimalnej powierzchni największa skala boczna #7# na nowy obszar

# 15 (7 / (sqrt {97 + 12 sqrt {11}})) ^ 2 = 735 / (97 + 12 sqrt (11)) #