Dva paralelní akordy kruhu s délkami 8 a 10 slouží jako základna lichoběžníku vepsaného do kruhu. Pokud je délka poloměru kružnice 12, co je největší možná plocha takového popsaného lichoběžníku?

Dva paralelní akordy kruhu s délkami 8 a 10 slouží jako základna lichoběžníku vepsaného do kruhu. Pokud je délka poloměru kružnice 12, co je největší možná plocha takového popsaného lichoběžníku?
Anonim

Odpovědět:

# 72 * sqrt (2) + 9 * sqrt (119) ~ = 200.002 #

Vysvětlení:

Zvažte Obr. 1 a 2

Schematicky bychom mohli vložit kruhový rovnoběžník ABCD a pod podmínkou, že strany AB a CD jsou akordy kruhů, způsobem podle obrázku 1 nebo obrázku 2.

Podmínka, že strany AB a CD musí být akordy kruhu, znamená, že vepsaný lichoběžník musí být rovnoramenný, protože

  • diagonály lichoběžníku (# AC # a #CD#) jsou stejné, protože
  • # A klobouk B D = B klobouk A C = B hatd C = klobouk C D #

    a přímka kolmá na # AB # a #CD# procházející středem E rozděluje tyto akordy (to znamená, že # AF = BF # a # CG = DG # a trojúhelníky tvořené průsečíkem úhlopříček se základnami v # AB # a #CD# jsou rovnoramenné).

Ale protože oblast lichoběžníku je

# S = (b_1 + b_2) / 2 * h #, kde # b_1 # znamená základnu-1, # b_2 # pro base-2 a # h # pro výšku a # b_1 # je paralelní # b_2 #

A protože faktor # (b_1 + b_2) / 2 # je stejná v hypotézách na obrázcích 1 a 2, na čem záleží, ve které hypotéze má lichoběžník delší výšku (# h #). V tomto případě, s akordy menšími než poloměr kruhu, není pochyb o tom, že v hypotéze na obrázku 2 má lichoběžník delší výšku, a proto má vyšší plochu.

Podle obr. 2, s # AB = 8 #, # CD = 10 # a # r = 12 #

#triangle_ (BEF) -> cos alfa = ((AB) / 2) / r = (8/2) / 12 = 4/3 = 1/3 #

# -> sin alpha = sqrt (1-1 / 9) = sqrt (8) / 3 = 2sqrt (2) / 3 #

# -> tan alfa = (sin alfa) / cos alfa = (2sqrt (2) / zrušit (3)) / (1 / zrušit (3)) = 2sqrt (2) #

#tan alfa = x / ((AB) / 2) # => # x = 8 / zrušit (2) * zrušit (2) sqrt (2) # => # x = 8sqrt (2) #

#triangle_ (EKG) -> cos beta = ((CD) / 2) / r = (10/2) / 12 = 5/12 #

# -> sin beta = sqrt (1-25 / 144) = sqrt (119) / 12 #

# -> tan beta = (sin beta) / cos beta = (sqrt (119)) / zrušit (12) / (5 / zrušit (12)) = sqrt (119) / 5 #

#tan beta = y / ((CD) / 2) # => # y = 10/2 * sqrt (119) / 5 # => # y = sqrt (119) #

Pak

# h = x + y #

# h = 8sqrt (2) + sqrt (119) #

# S = (b_1 + b_2) / 2 * h = (8 + 10) / 2 (8sqrt (2) + sqrt (119)) = 72sqrt (2) + 9sqrt (119) ~ = 200,002 #