Ein gleichschenkliges Dreieck hat die Seiten A, B und C, wobei die Seiten B und C gleich lang sind. Wenn Seite A von (1, 4) nach (5, 1) geht und die Fläche des Dreiecks 15 beträgt, wie lauten die möglichen Koordinaten der dritten Ecke des Dreiecks?

Ein gleichschenkliges Dreieck hat die Seiten A, B und C, wobei die Seiten B und C gleich lang sind. Wenn Seite A von (1, 4) nach (5, 1) geht und die Fläche des Dreiecks 15 beträgt, wie lauten die möglichen Koordinaten der dritten Ecke des Dreiecks?
Anonim

Antworten:

Die zwei Scheitelpunkte bilden eine Basis der Länge 5, daher muss die Höhe 6 sein, um den Bereich 15 zu erhalten. Der Fuß ist der Mittelpunkt der Punkte und sechs Einheiten in einer beliebigen senkrechten Richtung ergeben # (33/5, 73/10)# oder #(- 3/5, - 23/10) #.

Erläuterung:

Pro-Tipp: Halten Sie sich an die Konventionen von Kleinbuchstaben für Dreiecksseiten und Kapitelle für Dreiecksknoten.

Wir erhalten zwei Punkte und einen Bereich eines gleichschenkligen Dreiecks. Die zwei Punkte bilden die Basis, # b = sqrt {(5-1) ^ 2 + (1-4) ^ 2} = 5. #

Der Fuß # F # der Höhe ist der Mittelpunkt der beiden Punkte, #F = ((1 + 5) / 2, (4 + 1) / 2) = (3, 5/2) #

Der Richtungsvektor zwischen den Punkten ist #(1-5, 4-1)=(-4,3)# mit der Stärke 5, wie gerade berechnet. Wir erhalten den Richtungsvektor der Senkrechten, indem wir die Punkte vertauschen und einen davon negieren: #(3,4)# die muss auch die Stärke fünf haben.

Da die Gegend # A = frac 1 2 b h = 15 # wir bekommen # h = (2 * 15) /b=6.#

Also müssen wir uns bewegen #6# Einheiten von # F # in beide senkrechten Richtungen, um unseren dritten Scheitelpunkt zu erhalten, den ich angerufen habe # C #:

# C = F pm 6 frac {(3,4)} {5} = (3, 5/2) pm 6/5 (3,4) #

# C = (33/5, 73/10) oder C = (- 3/5, - 23/10) #

Prüfen: #(5,1)-(1,4)=(4,-3)#

# (- 3/5, - 23/10)-(1,4)=(-8/5,-63/10)#

Der vorzeichenbehaftete Bereich ist dann die Hälfte des Kreuzprodukts

# A = frac 1 2 (4 (-63/10) - (-3) (- 8/5)) = -15 quad sqrt {} #

Das ist das Ende, aber verallgemeinern wir die Antwort etwas. Vergessen wir, dass es gleichschenklig ist. Wenn wir C (x, y) haben, ist die Fläche durch die Schnürsenkelformel gegeben:

# A = frac 1 2 | (1) (1) - (4) (5) + 5y-x + 4x-y | = 1/2 | 3x + 4y - 19 | #

Die Gegend ist #15#:

# pm 15 = 1/2 (3x + 4y - 19) #

# 19 pm 30 = 3x + 4y #

# 49 = 3x + 4y # oder # -11 = 3x + 4y #

Wenn sich also der Scheitelpunkt C auf einer dieser beiden parallelen Linien befindet, haben wir ein Dreieck mit der Fläche 15.

Lassen # PR = A # sei die Seite des gleichschenkligen Dreiecks mit den Koordinaten seiner Endpunkte wie folgt

#Pto (1,4) # und #Rto (5,1) #

Die Koordinaten des dritten Punktes des Dreiecks seien # (x, y) #.

Wie # (x, y) # ist äquidistant von P und R können wir schreiben

# (x-1) ^ 2 + (y-4) ^ 2 = (x-5) ^ 2 + (y-1) ^ 2 #

# => x ^ 2-2x + 1 + y ^ 2-8y + 16 = x ^ 2-10x + 25 + y ^ 2-2y + 1 #

# => 8x-6y = 9 #

# => x = (9 + 6y) / 8 …… 1 #

Nochmal # (x, y) # Äquidistant von P und R, fiel die Senkrechte aus # (x, y) # zu # PR # muss es halbieren, lassen Sie diesen Fuß der Senkrechten oder des Mittelpunktes # PR # Sein # T #

Also Koordinaten von #Tto (3.2.5) #

Nun Höhe des gleichschenkligen Dreiecks

# H = Quadrat ((x-3) ^ 2 + (y-2,5) ^ 2) #

Und die Basis des gleichschenkligen Dreiecks

# PR = A = sqrt ((1-5) ^ 2 + (4-1) ^ 2) = 5 #

Also durch das Problem seine Umgebung

# 1 / 2xxAxxH = 15 #

# => H = 30 / A = 30/5 = 6 #

#sqrt ((x-3) ^ 2 + (y-2,5) ^ 2) = 6 #

# => (x-3) ^ 2 + (y-2,5) ^ 2 = 36 …. 2 #

Durch 2 und 1 erhalten wir

# ((9 + 6y) / 8-3) ^ 2 + (y-2,5) ^ 2 = 36 #

# => 1/64 (6y-15) ^ 2 + (y-2,5) ^ 2 = 36 #

# => (6y-15) ^ 2 + 64 (y-2,5) ^ 2 = 36xx64 #

# => 36y ^ 2-180y + 225 + 64y ^ 2-320y + 400 = 48 ^ 2 #

# => 100y ^ 2-500y + 625 = 48 ^ 2 #

# => y ^ 2-5y + 6,25 = 4,8 ^ 2 #

# => (y-2,5) ^ 2 = 4,8 ^ 2 #

# => y = 2.5pm4.8 #

So # y = 7,3 und y = -2,3 #

wann # y = 7,3 #

# x = (9 + 6xx7.3) /8=6.6#

wann # y = -2.3 #

# x = (9 + 6xx (-2,3)) / 8 = -0,6 #

Die Koordinaten des dritten Punktes werden also sein

# (6.6,7.3) zu "Q in Figure" #

ODER

# (- 0,6, -2,3) bis "S in Figure" #