El triángulo A tiene un área de 4 y dos lados de longitudes 8 y 4. El triángulo B es similar al triángulo A y tiene un lado con una longitud de 13. ¿Cuáles son las áreas máximas y mínimas posibles del triángulo B?

El triángulo A tiene un área de 4 y dos lados de longitudes 8 y 4. El triángulo B es similar al triángulo A y tiene un lado con una longitud de 13. ¿Cuáles son las áreas máximas y mínimas posibles del triángulo B?
Anonim

Responder:

# "Max" = 169/40 (5 + sqrt15) ~~ 37.488 #

# "Min" = 169/40 (5 - sqrt15) ~~ 4.762 #

Explicación:

Dejemos los vértices de triángulo. #UNA# ser etiquetado #PAG#, # Q #, # R #, con #PQ = 8 # y #QR = 4 #.

Usando la fórmula de Heron,

# "Área" = sqrt {S (S-PQ) (S-QR) (S-PR)} #, dónde

#S = {PQ + QR + PR} / 2 # es el medio perímetro,

tenemos

#S = {8 + 4 + PR} / 2 = {12 + PR} / 2 #

Así,

#sqrt {S (S-PQ) (S-QR) (S-PR)} #

# = sqrt {({12 + PQ} / 2) ({12 + PQ} / 2-8) ({12 + PQ} / 2-4) ({12 + PQ} / 2-PQ)} #

# = sqrt {(12 + PQ) (PQ - 4) (4 + PQ) (12 - PQ)} / 4 #

# = "Área" = 4 #

Resolver #DO#.

#sqrt {(144 - PQ ^ 2) (PQ ^ 2 - 16)} = 16 #

# (PQ ^ 2 - 144) (PQ ^ 2 - 16) = -256 #

# PQ ^ 4 - 160 PQ ^ 2 + 2304 = -256 #

# (PQ ^ 2) ^ 2 - 160 PQ ^ 2 + 2560 = 0 #

Completar el cuadrado.

# ((PQ ^ 2) ^ 2 - 80) ^ 2 + 2560 = 80 ^ 2 #

# ((PQ ^ 2) ^ 2 - 80) ^ 2 = 3840 #

# PQ ^ 2 = 80 + 16sqrt15 # o # PQ ^ 2 = 80 -16sqrt15 #

#PQ = 4 sqrt {5 + sqrt15} ~~ 11.915 # o

#PQ = 4 sqrt {5 - sqrt15} ~~ 4.246 #

Esto muestra que hay 2 tipos posibles de triángulos que satisfacen las condiciones dadas.

En el caso del área máxima para el triángulo, queremos que el lado con longitud 13 sea similar al lado PQ para el triángulo con #PQ = 4 sqrt {5 - sqrt15} ~~ 4.246 #.

Por lo tanto, la relación de escala lineal es

# 13 / {4 sqrt {5 - sqrt15}} ~~ 3.061 #

Por lo tanto, el área se amplía a un factor que es el cuadrado de la relación de escala lineal. Por lo tanto, el triángulo máximo área B puede tener es

# 4 xx (13 / {4 sqrt {5 - sqrt15}}) ^ 2 = 169/40 (5 + sqrt15) ~~ 37.488 #

De manera similar, en el caso del área mínima para el triángulo, queremos que el lado con longitud 13 sea similar al lado PQ para el triángulo con #PQ = 4 sqrt {5 + sqrt15} ~~ 11.915 #.

Por lo tanto, la relación de escala lineal es

# 13 / {4 sqrt {5 + sqrt15}} ~~ 1.091 #

Por lo tanto, el área se amplía a un factor que es el cuadrado de la relación de escala lineal. Por lo tanto, el área mínima del triángulo B puede tener es

# 4 xx (13 / {4 sqrt {5 + sqrt15}}) ^ 2 = 169/40 (5 - sqrt15) ~~ 4.762 #