Dimostrare che l'area ombreggiata viola è uguale all'area di incircle del triangolo equilatero (cerchio a strisce gialle)?

Dimostrare che l'area ombreggiata viola è uguale all'area di incircle del triangolo equilatero (cerchio a strisce gialle)?
Anonim

Risposta:

Spiegazione:

L'area dell'incircle è # Pir ^ 2 #.

Notando il triangolo rettangolo con ipotenusa # R # e gamba # R # alla base del triangolo equilatero, attraverso la trigonometria o le proprietà di #30 -60 -90 # triangoli retti possiamo stabilire la relazione # R = 2r #.

Si noti che l'angolo opposto # R # è #30 # dal momento che il triangolo equilatero #60 # l'angolo era bisecato.

Questo stesso triangolo può essere risolto attraverso il teorema di Pitagora per mostrare che metà della lunghezza del lato del triangolo equilatero è #sqrt (R ^ 2-r ^ 2) = sqrt (4r ^ 2-r ^ 2) = rsqrt3 #.

Ora esaminando la metà del triangolo equilatero come un triangolo rettangolo, vediamo che l'altezza # H # del triangolo equilatero può essere risolto in termini di # R # usando la relazione #tan (60) = h / (rsqrt3) #. Da #tan (60) = sqrt3 #questo diventa # H / (rsqrt3) = sqrt3 # così # H = 3R #.

L'area del triangolo equilatero è quindi # 1 / 2BH #e la sua base è # # 2rsqrt3 e la sua altezza # 3r #. Quindi, la sua area è # 1/2 (2rsqrt3) (3r) = 3R ^ 2sqrt3 #.

L'area della regione ombreggiata più piccola equivale a un terzo dell'area del triangolo equilatero meno l'incircle, o # Terzo (3r ^ 2sqrt3-pir ^ 2) # che è equivalente a # R ^ 2 ((3sqrt3-pi) / 3) #.

L'area del cerchio più grande è # Pir ^ 2 = pi (2r) ^ 2 = 4pir ^ 2 #.

L'area della regione ombreggiata più grande è un terzo dell'area del cerchio più grande meno l'area del triangolo equilatero, o # Terzo (4pir ^ ^ 2-3r 2sqrt3) # che semplifica essere # R ^ 2 ((4Pi-3sqrt3) / 3) #.

L'area totale dell'area ombreggiata è quindi # R ^ 2 ((3sqrt3-pi) / 3) + r ^ 2 ((4Pi-3sqrt3) / 3) = r ^ 2 ((3sqrt3-3sqrt3-pi + 4Pi) / 3) = r ^ 2 ((3pi) / 3) = pir ^ 2 #, che è equivalente all'area dell'incircle.

Risposta:

Spiegazione:

Per un triangolo equilatero centro di gravità, centro di circumcircle e orthocenter coincidono.

Quindi Raggio di cicumcircle (R) e raggio di incircle (r) avrà una relazione successiva

#R: r = 2: 1 => R = 2r #

Ora dalla figura è ovvio che area della GRANDE regione ombreggiata viola# = 1/3 (PIR ^ 2-Delta) #

E area della regione SMALL viola# = 1/3 (Delta-pir ^ 2) #

dove #Delta # rappresenta l'area del triangolo equilatero.

Così

#color (viola) ("Area TOTALE della regione ombreggiata viola BIG e PICCOLA" #

# = 1/3 (PIR ^ 2-Delta) +1/3 (Delta-pir ^ 2) #

# = 1/3 (PIR ^ 2-cancelDelta + cancelDelta-pir ^ 2) #

Inserimento di R = 2r

# = 1/3 (pi (2r) ^ 2-pir ^ 2) #

# = 1/3 (4pir ^ 2-pir ^ 2) #

# = 1 / cancel3xxcancel3pir ^ 2 #

# = pir ^ 2> colore (arancione) "Area del cerchio a strisce gialle" #