Dwa równoległe akordy koła o długości 8 i 10 służą jako podstawy trapezu wpisanego w okrąg. Jeśli długość promienia okręgu wynosi 12, jaki jest największy możliwy obszar takiego opisanego wpisanego trapezu?

Dwa równoległe akordy koła o długości 8 i 10 służą jako podstawy trapezu wpisanego w okrąg. Jeśli długość promienia okręgu wynosi 12, jaki jest największy możliwy obszar takiego opisanego wpisanego trapezu?
Anonim

Odpowiedź:

# 72 * sqrt (2) + 9 * sqrt (119) ~ = 200.002 #

Wyjaśnienie:

Rozważmy figi. 1 i 2

Schematycznie moglibyśmy wstawić równoległobok ABCD w okrąg, a pod warunkiem, że boki AB i CD są akordami kół, tak jak na rysunku 1 lub 2.

Warunek, że boki AB i CD muszą być akordami okręgu, oznacza, że wpisany trapez musi być równoramienny, ponieważ

  • przekątne trapezu (# AC # i #PŁYTA CD#) są równe, ponieważ
  • # Kapelusz B D = Kapelusz A C = Kapelusz B C = Kapelusz C D #

    i linia prostopadła do # AB # i #PŁYTA CD# przechodząc przez środek E przecina te akordy (to znaczy # AF = BF # i # CG = DG # i trójkąty utworzone przez przecięcie przekątnych z podstawami w # AB # i #PŁYTA CD# są równoramienne).

Ale ponieważ obszar trapezu jest

# S = (b_1 + b_2) / 2 * h #, gdzie # b_1 # oznacza bazę-1, # b_2 # dla bazy-2 i # h # na wysokość i # b_1 # jest równoległy do # b_2 #

A ponieważ czynnik # (b_1 + b_2) / 2 # jest równy w hipotezach przedstawionych na rysunkach 1 i 2, liczy się to, w której hipotezie trapez ma większą wysokość (# h #). W tym przypadku, z akordami mniejszymi niż promień okręgu, nie ma wątpliwości, że w hipotezie figury 2 trapez ma większą wysokość i dlatego ma większy obszar.

Zgodnie z rysunkiem 2, z # AB = 8 #, # CD = 10 # i # r = 12 #

#triangle_ (BEF) -> cos alfa = ((AB) / 2) / r = (8/2) / 12 = 4/3 = 1/3 #

# -> sin alpha = sqrt (1-1 / 9) = sqrt (8) / 3 = 2sqrt (2) / 3 #

# -> tan alfa = (sin alpha) / cos alpha = (2sqrt (2) / cancel (3)) / (1 / cancel (3)) = 2sqrt (2) #

#tan alpha = x / ((AB) / 2) # => # x = 8 / anuluj (2) * anuluj (2) sqrt (2) # => # x = 8sqrt (2) #

#triangle_ (EKG) -> cos beta = ((CD) / 2) / r = (10/2) / 12 = 5/12 #

# -> sin beta = sqrt (1-25 / 144) = sqrt (119) / 12 #

# -> tan beta = (sin beta) / cos beta = (sqrt (119)) / cancel (12)) / (5 / cancel (12)) = sqrt (119) / 5 #

#tan beta = y / ((CD) / 2) # => # y = 10/2 * sqrt (119) / 5 # => # y = sqrt (119) #

Następnie

# h = x + y #

# h = 8sqrt (2) + sqrt (119) #

# S = (b_1 + b_2) / 2 * h = (8 + 10) / 2 (8sqrt (2) + sqrt (119)) = 72sqrt (2) + 9sqrt (119) ~ = 200.002 #