Dois cantos de um triângulo isósceles estão em (8, 1) e (1, 7). Se a área do triângulo é 15, quais são os comprimentos dos lados do triângulo?

Dois cantos de um triângulo isósceles estão em (8, 1) e (1, 7). Se a área do triângulo é 15, quais são os comprimentos dos lados do triângulo?
Anonim

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Duas possibilidades: (i) #sqrt (85), sqrt (2165/68), sqrt (2165/68) ~ = 9.220,5.643,5.643 # ou (II) #sqrt (170-10sqrt (253)), sqrt (85), sqrt (85) ~ = 3.308,9.220,9.220 #

Explicação:

O comprimento do lado dado é

# s = sqrt ((1-8) ^ 2 + (7-1) ^ 2) = sqrt (49 + 36) = sqrt (85) ~ = 9,220 #

Da fórmula da área do triângulo:

# S = (b * h) / 2 # => # 15 = (sqrt (85) * h) / 2 # => # h = 30 / sqrt (85) ~ = 3,254 #

Como a figura é um triângulo isósceles, poderíamos ter Caso 1, onde a base é o lado singular, ilustrado pela Fig. (a) abaixo

Ou poderíamos ter Caso 2, onde a base é um dos lados iguais, ilustrada pelas Figs. (b) e (c) abaixo

Para este problema, o Caso 1 sempre se aplica, porque:

#tan (alfa / 2) = (a / 2) / h # => # h = (1/2) a / tan (alfa / 2) #

Mas há uma condição para que os apllies do Case 2:

#sin (beta) = h / b # => # h = bsin beta #

Ou # h = bsin gamma #

Desde o maior valor de #sin beta # ou #sin gama # é #1#, o maior valor de # h #, no caso 2, deve ser # b #.

No problema atual h é menor do que o lado ao qual é perpendicular, então para este problema além do Caso 1, também o caso 2 aplica-se.

Solução considerando Caso 1 (Fig. (A)), # a = sqrt (85) #

# b ^ 2 = h ^ 2 + (a / 2) ^ 2 #

# b ^ 2 = (30 / sqrt (85)) ^ 2+ (sqrt (85) / 2) ^ 2 #

# b ^ 2 = 900/85 + 85/4 = 180/17 + 85/4 = (720 + 1445) / 68 = 2165/68 # => # b = sqrt (2165/68) ~ = 5,643 #

Solução considerando Caso 2 (forma da Fig. (b)), # b = sqrt (85) #

# b ^ 2 = m ^ 2 + h ^ 2 #

# m ^ 2 = b ^ 2-h ^ 2 = (sqrt (85)) ^ 2- (30 / sqrt (85)) ^ 2 = 85-900 / 85 = 85-180 / 17 = (1445-180) / 17 # => # m = sqrt (1265/17) #

# m + n = b # => # n = b-m # => # n = sqrt (85) -sqrt (1265/17) #

# a ^ 2 = h ^ 2 + n ^ 2 = (30 / sqrt (85)) ^ 2+ (sqrt (85) -sqrt (1265/17)) ^ 2 #

# a ^ 2 = 900/85 + 85 + 1265 / 17-2sqrt ((85 * 1265) / 17) #

# a ^ 2 = 180/17 + 85 + 1265 / 17-2 * sqrt (5 * 1265) #

# a ^ 2 = 1445/17 + 85-2 * 5sqrt (253) #

# a ^ 2 = 85 + 85-10sqrt (253) #

# a = sqrt (170-10sqrt (253)) ~ = 3.308 #