Das Dreieck A hat eine Fläche von 15 und zwei Seiten der Längen 4 und 9. Das Dreieck B ähnelt dem Dreieck A und hat eine Seite der Länge 7. Was sind die maximal und minimal möglichen Flächen des Dreiecks B?

Das Dreieck A hat eine Fläche von 15 und zwei Seiten der Längen 4 und 9. Das Dreieck B ähnelt dem Dreieck A und hat eine Seite der Länge 7. Was sind die maximal und minimal möglichen Flächen des Dreiecks B?
Anonim

Antworten:

Es gibt eine mögliche dritte Seite #11.7# im Dreieck A. Wenn das auf sieben skaliert wäre, würden wir eine minimale Fläche von erhalten # 735 / (97 + 12 sqrt (11)) #.

Wenn die Seitenlänge #4# skaliert auf #7# wir würden eine maximale Fläche von bekommen #735/16.#

Erläuterung:

Dies ist vielleicht ein schwierigeres Problem, als es zuerst erscheint. Weiß jemand, wie man die dritte Seite findet, die wir scheinbar für dieses Problem brauchen? Bei einem normalen Auslöser werden normalerweise die Winkel berechnet, wobei eine Annäherung vorgenommen wird, wo keine erforderlich ist.

Es wird nicht wirklich in der Schule unterrichtet, aber der einfachste Weg ist der Satz von Archimedes, eine moderne Form des Satzes von Heron. Nennen wir den Bereich von A #EIN# und es auf die Seiten von A beziehen # a, b # und # c. #

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

# c # erscheint nur einmal, das ist also unser Unbekanntes. Lass es uns lösen.

# (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} #

Wir haben # 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 ca. 11.696 oder 7.563 #

Das sind zwei verschiedene Werte für # c #, von denen jedes zu einem Dreieck der Fläche führen sollte #15#. Das Pluszeichen Eins ist für uns interessant, weil es größer ist als die anderen beiden Seiten.

Für maximale Fläche bedeutet maximale Skalierung die kleinste Seitenskala bis #7#für einen Skalierungsfaktor von #7/4# also eine neue Fläche (die proportional zum Quadrat des Skalierungsfaktors ist) von #(7/4)^2(15) = 735/16#

Für minimale Fläche skaliert die größte Seite #7# für einen neuen Bereich von

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