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¿Existe$\triangle ABC$ tal que$\triangle ABC \sim \triangle DEF$, con$D, E, F$ siendo el incentivo, centroide, ortocentro de$\triangle ABC$?

Pregunta:

No $\triangle ABC$ existe tal que $\triangle ABC \sim \triangle DEF$, $D, E, F$ siendo el incentre, centroide, orthocentre de $\triangle ABC$, resp.?

Para un triángulo para existir, debe ser obtuso. Además de eso, no tengo idea de cómo probar o refutar. Para el caso de $D, E, F$ siendo el orthocentre, centroide, circumcentre, es imposible, ya que se sitúan en la misma línea (de Euler de la línea). Esa es la motivación del problema. Tengo la sensación de que la fuerza bruta se necesitan métodos (geometría de coordenadas). Pero no me gusta un feo enfoque. Alguna idea?

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Daniel Mathias Puntos 46

Sí, este triángulo existe. (Encontrado usando la aproximación de fuerza bruta.)

triángulos similares

Coordenadas: $$ A \ approx (0.182,0.260) \ quad B = (0,0) \ quad C = (1,0) \\ D \ approx (0.229,0.120) \ quad E \ approx (0.394,0.087) \ quad F \ approx (0.182,0.571) $$

Ángulos: $$a=d\approx107.2957\quad b=e\approx55.0744\quad c=f\approx 17.6299$ $

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YuiTo Cheng Puntos 15

Aquí es lo que quiero decir por la fuerza bruta enfoque:

Sin pérdida de generalidad, vamos a elegir una escala adecuada tal que $AB=1$.

Conjunto

$$A=(0,0)$$ $$B=(1,0)$$ $$C=(x,y)$$

Luego, las coordenadas del centroide $E$ es

$$E=\left(\frac {x+1}{3},\frac {y}{3}\right)$$

Para encontrar las coordenadas de la incentre $D$, vamos a calcular las longitudes de los lados y el perímetro $P$ primer

$$|AB|=1$$ $$|AC|=\sqrt{x^2+y^2}$$ $$|BC|=\sqrt{(x-1)^2+y^2}$$ $$P=AB+AC+BC=1+\sqrt{x^2+y^2}+\sqrt{(x-1)^2+y^2}$$

Entonces la coordenada de la incentre D es

\begin{align} D &=\frac{|BC| A + |AC| B + |AB| C} { P } \\ &= \left (\frac { \sqrt { x ^ { 2 } + y ^ { 2 } } + x} {1 + \sqrt { x ^ { 2 } + y ^ { 2 } } + \sqrt { ( x - 1 ) ^ { 2 } + y ^ { 2 } }} , \frac{y}{1 + \sqrt { x ^ { 2 } + y ^ { 2 } } + \sqrt { ( x - 1 ) ^ { 2 } + y ^ { 2 } }} \right) \end{align}

La coordenada de la orthocentre $F(a,b)$ satisface

$$\left\{ \begin{aligned} \frac{b}{a-1} &=-\frac{x}{y} \\ a&=x \end{aligned} \right.$$

Por lo tanto $$F=\left(x, \frac{x-x^2}{y}\right)$$

Por similitud

$\frac{DE}{BC}= \sqrt { \frac { \left( \frac { x + 1 } { 3 } - \frac { \sqrt { x ^ { 2 } + y ^ { 2 } + x } } { 1 + \sqrt { x ^ { 2 } + y ^ { 2 } } + \sqrt { ( x - 1 ) ^ { 2 } + y ^ { 2 } } } \right) ^ { 2 } + \left( \frac { y } { 3 } - \frac{y}{1 + \sqrt { x ^ { 2 } + y ^ { 2 } } + \sqrt { ( x - 1 ) ^ { 2 } + y ^ { 2 } }} \right) ^ { 2 } } { ( x - 1 ) ^ { 2 } + y ^ { 2 } } }$

$=\frac{EF}{AC}=\sqrt{\frac{\left(\frac { x + 1 } { 3 }-x \right)^2 + \left(\frac { y } { 3 }-\frac { x - x ^ { 2 } } { y } \right)^2}{ x ^ { 2 } + y ^ { 2 } }}$

$=\frac{DF}{AB}=\sqrt{\left(\frac { \sqrt { x ^ { 2 } + y ^ { 2 } } + x } { 1 + \sqrt { x ^ { 2 } + y ^ { 2 } } + \sqrt { ( x - 1 ) ^ { 2 } + y ^ { 2 } } }-x\right)^2+\left(\frac { y } { 1 + \sqrt { x ^ { 2 } + y ^ { 2 } } + \sqrt { ( x - 1 ) ^ { 2 } + y ^ { 2 } } }-\frac { x - x ^ { 2 } } { y }\right)^2}$

Y yo no tengo ni idea de cómo resolverlo con las manos desnudas. Siéntase libre de completar mi respuesta. Tengo la curiosidad de si hay una puramente enfoque geométrico (tal vez no constructiva).

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