Регистрация не е нужна, освен при създаване на тема в "Задача на седмицата".

Решаване на правоъгълен триъгълник

Решаване на правоъгълен триъгълник

Мнениеот Меди » 10 Май 2020, 13:04

Даден е правоъгълен $\triangle ABC$ с хипотенуза $AB=c$ и радиус на вписаната окръжност $r$. Изразете дължините на катетите и лицето на триъгълника.

Нека допирните точки на вписаната окръжност $k(I;r)$ със страните $AB,BC$ и $AC$ са съответно $P,N$ и $M$. Четириъгълникът $MINC$ е квадрат. $MI=IN=NC=CM=r, AM=AP=c_1, BN=BP=c_2.$ Можем да съставим системата: $$\begin{cases} \underbrace{(c_1+r)^2}_{=AC^2=b^2}+\underbrace{(c_2+r)^2}_{=BC^2=a^2}=\underbrace{(c_1+c_2)^2}_{=AB^2=c^2} \\ c_1+c_2=c \Rightarrow c_2=c-c_1\end{cases}.$$ След опростяване на първото уравнение се получава $r^2+c_1r+c_2r=c_1c_2$. Заместваме $c_2=c-c_1$ в получения резултат и получаваме квадратно уравнение относно $c_1$: $$c_1^2-cc_1+r^2+cr=0,$$ където всичко освен $c_1$ разглеждаме като параметър. Дискримантата е $D=b^2-4ac=c^2-4r^2-4cr$ и съответно корените $c_{1}=\dfrac{c-\sqrt{c^2-4cr-4r^2}}{2}$ и $c_1'=\dfrac{c+\sqrt{c^2-4cr-4r^2}}{2}$. Оттук малко се обърквам. Получихме два резултата за една и съща отсечка, което е логично - все пак решихме квадратно уравнение относно $c_1$. Как да продължа? Не мисля, че можем да изключим някой от корените, опирайки се на знака (не знаем дали някой от тях е отрицателен). И с двата ли резултата да изразявам $c_2$ и после катетите?
"Студент – това е все още нищо, от което може да излезе всичко." – Шандор Петьофи
Меди
Фен на форума
 
Мнения: 175
Регистриран на: 22 Яну 2020, 20:18
Рейтинг: 244

Re: Решаване на правоъгълен триъгълник

Мнениеот Гост » 10 Май 2020, 13:41

Учил ли си формулата a+b=2r+2R при правоъгълен триъгълник ?
Гост
 

Re: Решаване на правоъгълен триъгълник

Мнениеот Гост » 10 Май 2020, 20:20

За правоъгълния триъгълник е изпълнено [tex]r=p-c[/tex]. Оттук получаваме [tex]p=r+c \Rightarrow 2p=2(r+c)[/tex]. След кратко преобразуване намираме, че

[tex]a+b=2r+c \, \, \, (1)[/tex].

От друга страна, по теоремата на Питагор

[tex]a^2+b^2=c \, \, \, (2)[/tex].

Остава да решим съвместно уравненията [tex](1), \, (2)[/tex]. За краткост да означим [tex]2r+c=u[/tex]. Имаме последователно:

[tex]\begin{cases} a+b=u \\ (a+b)^2-2ab=c \end{cases}
\Rightarrow
\begin{cases} a+b=u \\ 2ab = u^2-c >0 \end{cases}
\Rightarrow
\begin{cases} a+b=u \\ ab = \dfrac{u^2-c}{2} \end{cases}.[/tex]

Следователно дължините на катетите са корени на квадратното уравнение [tex]t^2 - tu + \dfrac{u^2-c}{2}=0[/tex].
Гост
 

Re: Решаване на правоъгълен триъгълник

Мнениеот Евва » 11 Май 2020, 05:04

Не разбирам откъде дойде t .
Аз реших с-та без нови полагания и получих :

а=[tex]\frac{2r+c+\sqrt{c^{2}-4cr-4r^{2}}}{2}[/tex] , b=[tex]\frac{2r+c-\sqrt{c^{2}-4cr-4r^{2}}}{2}[/tex] , S=[tex]r^{2}[/tex]+rc
Евва
Математик
 
Мнения: 1589
Регистриран на: 02 Дек 2018, 10:38
Местоположение: Шумен
Рейтинг: 1513

Re: Решаване на правоъгълен триъгълник

Мнениеот Евва » 11 Май 2020, 08:56

Има и второ решение на с-та . Получих a=[tex]\frac{2r+c-\sqrt{c^{2}-4cr-4r^{2}}}{2}[/tex] , b=[tex]\frac{2r+c+\sqrt{c^{2}-4cr-4r^{2}}}{2}[/tex]

1 отг. при a>b т.е.при [tex]\alpha[/tex]>[tex]\beta[/tex]
2 отг. при a<b т.е.при [tex]\alpha[/tex]<[tex]\beta[/tex]

При решението на Kristiyan K се е получило същото.
Скрит текст: покажи
Реши и двата случая и ще ти стане ясно.
Евва
Математик
 
Мнения: 1589
Регистриран на: 02 Дек 2018, 10:38
Местоположение: Шумен
Рейтинг: 1513

Re: Решаване на правоъгълен триъгълник

Мнениеот Меди » 11 Май 2020, 11:51

Евва написа:Има и второ решение на с-та . Получих a=[tex]\frac{2r+c-\sqrt{c^{2}-4cr-4r^{2}}}{2}[/tex] , b=[tex]\frac{2r+c+\sqrt{c^{2}-4cr-4r^{2}}}{2}[/tex]

1 отг. при a>b т.е.при [tex]\alpha[/tex]>[tex]\beta[/tex]
2 отг. при a<b т.е.при [tex]\alpha[/tex]<[tex]\beta[/tex]

При решението на Kristiyan K се е получило същото.
Скрит текст: покажи
Реши и двата случая и ще ти стане ясно.

Доколкото разбрах, задачата е напълно определена, т.е. отговорът е един триъгълник. При едната стойност на корена (на квадратното уравнение, което съм получил относно $c_1$) получаваме някакви дължини за катетите $AC=b$ и $BC=a$, а ако използваме втория корен, то катетите си разменят стойностите спрямо първия случай, т.е. $AC=a$ и $BC=b$. Може ли решението ми да започне по следния начин:
"Нека, без ограничение на общността, катетът $BC>AC$. Това означава, че $c_1<c_2$, използвайки означенията, които съм дефинирал в поста, защото $AC=AM+MC=c_1+r$ и $BC=BN+NC=c_2+r$ и следователно $c_2+r>c_1+r$."
"Студент – това е все още нищо, от което може да излезе всичко." – Шандор Петьофи
Меди
Фен на форума
 
Мнения: 175
Регистриран на: 22 Яну 2020, 20:18
Рейтинг: 244

Re: Решаване на правоъгълен триъгълник

Мнениеот Меди » 12 Май 2020, 19:41

Задачата може да се реши и по друг по-приятен начин. Известно е, че $r$ на вписаната окръжност в правоъгълен триъгълник е $\frac12 (a+b-c)$. Заедно с питагоровото равенство може да образуваме системата: $$\begin{cases}a^2+b^2=c^2 \\ \frac12(a+b-c)=r\end{cases} \Leftrightarrow \begin{cases}ab=2r(c+r) \\ a+b=c+2r\end{cases}.$$ Следователно $a$ и $b$ са корени на уравнението $t^2-(c+2r)t+2r(c+r)=0 \Rightarrow t_{1,2}=\dfrac{c+2r\pm\sqrt{c^2-4cr-4r^2}}{2}$. И за лицето може също да подходим по по-хитър начин, използвайки формулата $S=pr$. За полупериметъра $p=\dfrac{a+b+c}{2}=\dfrac{c+2r+c}{2}=c+r$ и следователно $S=(c+r)r$.
----
В интерес на истината това беше системата, която първо си образувах, когато решавах задачата, но си помислих, че няма да излезе нищо, защото имаме три неизвестни, а две уравнения. Как трябва в такава ситуация да се ориентирам, че ще мога да продължа решението?
"Студент – това е все още нищо, от което може да излезе всичко." – Шандор Петьофи
Меди
Фен на форума
 
Мнения: 175
Регистриран на: 22 Яну 2020, 20:18
Рейтинг: 244


Назад към 9 клас



Кой е на линия

Регистрирани потребители: Google [Bot]

Форум за математика(архив)