O triângulo A tem uma área de 4 e dois lados de comprimentos 8 e 4. O triângulo B é semelhante ao triângulo A e tem um lado com um comprimento de 13. Quais são as áreas máxima e mínima possíveis do triângulo B?

O triângulo A tem uma área de 4 e dois lados de comprimentos 8 e 4. O triângulo B é semelhante ao triângulo A e tem um lado com um comprimento de 13. Quais são as áreas máxima e mínima possíveis do triângulo B?
Anonim

Responda:

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

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

Explicação:

Deixe os vértices do triângulo #UMA# ser rotulado # P #, # Q #, # R #com #PQ = 8 # e #QR = 4 #.

Usando a fórmula de Heron,

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

#S = {PQ + QR + PR} / 2 # é o meio perímetro

temos

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

Portanto,

#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 #

Resolva para # C #.

#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 #

Complete o quadrado.

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

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

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

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

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

Isso mostra que existem dois tipos possíveis de triângulo que satisfazem as condições dadas.

No caso da área máxima do triângulo, queremos que o lado com comprimento 13 seja semelhante ao lado PQ do triângulo com #PQ = 4 sqrt {5 - sqrt15} ~~ 4.246 #.

Portanto, a taxa de escala linear é

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

A área é, portanto, ampliada para um fator que é o quadrado da relação de escala linear. Portanto, a área máxima que o triângulo B pode ter é

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

Da mesma forma, no caso de min área para triângulo ser, queremos que o lado com comprimento 13 seja semelhante ao lado PQ para o triângulo com #PQ = 4 sqrt {5 + sqrt15} ~~ 11.915 #.

Portanto, a taxa de escala linear é

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

A área é, portanto, ampliada para um fator que é o quadrado da relação de escala linear. Portanto, o triângulo min área B pode ter é

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