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Área del triángulo equilátero inscrito en un triángulo rectángulo

Un triángulo derecho isósceles $ABC$, $AB=BC= 4 cm$

% De punto $p$es un punto medio de $BC$, % puntos $q$, $s$ se encuentra en $AC$, $AB$ respectivamente, tal que el triángulo $pqs$ es un triángulo equilátero;

Cuál es el área del triángulo $pqs$

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3voto

DHMO Puntos 156

Girar $\Delta Bps$derecha $60^\circ$ $p$ como se muestra, en forma de $\Delta B'pq$.

$\Delta B'Cp$, Encontrar que $B'C=2\sqrt3~\mathrm{cm}$.

Ley de seno en $\Delta B'Cq$, encontrar que $\dfrac{B'q}{\sin 15^\circ}=\dfrac{B'C}{\sin 105^\circ}$, que $B'q=(4\sqrt3-6)~\mathrm{cm}$.

Utiliza Teorema de Pitágoras para encontrar que $\Delta B'pq$ $pq=2\sqrt{22-12\sqrt3}~\mathrm{cm}$.

Por lo tanto el área es $\dfrac12a^2\sin60^\circ=(22\sqrt3-36)~\mathrm{cm}^2$.

1voto

Hoc Ngo Puntos 429

Con base en la descripción, vamos a definir:

$$ \begin{align} \mbox{Hypotenuse AC}:\; y &= -x +4 \\ p &= (2,0) \\ q &= (x, y=-x+4) \\ s & = (0,h) \end{align}$$

Los tres lados son iguales, por lo tanto:

$$ \begin{align} \mbox{sp = pq} \Rightarrow 4+h^2 &= (x-2)^2 + (x-4)^2 \quad (1)\\ \mbox{sp = sq} \Rightarrow 4+h^2 &= x^2 + (h+x-4)^2, \quad(2) \\ \mbox{pq = sq} \Rightarrow (x-2)^2 + (x-4)^2 &= x^2 + (h+x-4)^2. \quad(3)\\ \end{align}$$

Hay 3 ecuaciones con 2 variables$x$$h$, pero sólo dos ecuaciones necesarias para resolver para las variables. Digamos que solucionar $(2)$$(3)$$x$$h$. A continuación, le damos la solución en $(1)$ e si $(1)$ no está satisfecho, entonces el problema no tiene solución.

De $(3)$:

$$ x = \frac{4 + 8h -h^2}{4 + 2h}. \quad(4) $$

Conectar $(4)$ a $(2)$ resultará en una ecuación en la $h$ solo. Esta ecuación puede resolverse numéricamente. Una vez $h$ es obtenido, $x$ va a ser encontrado por $(4)$.

El siguiente paso es conectar los resultados de $x$ $h$ a $(1)$. Si la igualdad de falla, el problema no tiene solución.

Si el problema tiene una solución, entonces el área del triángulo $spq$ está dado por

$$ A = \frac{\sqrt3}{4}(sp)^2 = \frac{\sqrt3}{4}(4+h^2). $$

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