Il triangolo A ha un'area di 4 e due lati di lunghezza 8 e 4. Il triangolo B è simile al triangolo A e ha un lato con una lunghezza di 13. Quali sono le aree massime e minime possibili del triangolo B?

Il triangolo A ha un'area di 4 e due lati di lunghezza 8 e 4. Il triangolo B è simile al triangolo A e ha un lato con una lunghezza di 13. Quali sono le aree massime e minime possibili del triangolo B?
Anonim

Risposta:

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

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

Spiegazione:

Lascia i vertici del triangolo #UN# essere etichettato # P #, # # Q, # R #, con #PQ = 8 # e #QR = 4 #.

Usando la formula di Heron,

# "Area" = sqrt {S (S-PQ) (S-QR) (S-PR)} #, dove

#S = {PQ + QR + PR} / 2 # è il mezzo perimetro,

noi abbiamo

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

Così,

#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 #

# = "Area" = 4 #

Risolvere per # 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 #

Completa il quadrato.

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

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

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

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

#PQ = 4 sqrt {5 - sqrt15} ~~ 4.246 #

Questo dimostra che ci sono 2 possibili tipi di triangolo che soddisfano le condizioni date.

Nel caso di area massima per triangolo essere, vogliamo che il lato con lunghezza 13 sia simile al lato PQ per il triangolo con #PQ = 4 sqrt {5 - sqrt15} ~~ 4.246 #.

Pertanto, il rapporto di scala lineare è

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

L'area viene quindi ingrandita con un fattore che rappresenta il quadrato del rapporto di scala lineare. Pertanto, il triangolo dell'area B massimo può avere è

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

Allo stesso modo, nel caso di un'area minima per triangolo essere, vogliamo che il lato con lunghezza 13 sia simile al lato PQ per il triangolo con #PQ = 4 sqrt {5 + sqrt15} ~~ 11.915 #.

Pertanto, il rapporto di scala lineare è

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

L'area viene quindi ingrandita con un fattore che rappresenta il quadrato del rapporto di scala lineare. Pertanto, il triangolo area B minimo può avere

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