Een gelijkbenige driehoek heeft zijden A, B en C waarvan zijden B en C gelijk zijn in lengte. Als kant A van (1, 4) naar (5, 1) gaat en het gebied van de driehoek 15 is, wat zijn de mogelijke coördinaten van de derde hoek van de driehoek?

Een gelijkbenige driehoek heeft zijden A, B en C waarvan zijden B en C gelijk zijn in lengte. Als kant A van (1, 4) naar (5, 1) gaat en het gebied van de driehoek 15 is, wat zijn de mogelijke coördinaten van de derde hoek van de driehoek?
Anonim

Antwoord:

De twee hoekpunten vormen een basis van lengte 5, dus de hoogte moet 6 zijn om gebied 15 te krijgen. De voet is het middelpunt van de punten en zes eenheden in een van beide loodrechte richtingen geeft # (33/5, 73/10)# of #(- 3/5, - 23/10) #.

Uitleg:

Pro tip: probeer te houden aan de conventie van kleine letters voor driehoekige zijden en hoofdletters voor driehoekige hoekpunten.

We krijgen twee punten en een deel van een gelijkbenige driehoek. De twee punten vormen de basis, # B = sqrt {(5-1) ^ 2 + (1-4) ^ 2} = 5. #

De voet # F # van de hoogte is het middelpunt van de twee punten, #F = ((1 + 5) / 2, (4 + 1) / 2) = (3, 5/2) #

De richtingsvector tussen de punten is #(1-5, 4-1)=(-4,3)# met magnitude 5 zoals net berekend. We krijgen de richtingsvector van de loodlijn door de punten te verwisselen en een van hen te ontkennen: #(3,4)# die ook magnitude vijf moet hebben.

Sinds het gebied # A = frac 1 2 b h = 15 # we krijgen # H = (2 * 15) /b=6.#

Dus we moeten verhuizen #6# eenheden van # F # in een van beide loodrechte richting om onze derde vertex te krijgen die ik heb genoemd # C #:

# C = F pm 6 frac {(3,4)} {5} = (3, 5/2) pm 6/5 (3,4) #

# C = (33/5, 73/10) of C = (- 3/5, - 23/10) #

Controleren: #(5,1)-(1,4)=(4,-3)#

# (- 3/5, - 23/10)-(1,4)=(-8/5,-63/10)#

Het ondertekende gebied is dan de helft van het kruisproduct

# A = frac 1 2 (4 (-63/10) - (-3) (- 8/5)) = -15 quad sqrt {} #

Dat is het einde, maar laten we het antwoord een beetje generaliseren. Laten we vergeten dat het gelijkbenig is. Als we C (x, y) hebben, wordt het gebied gegeven door de schoenveterformule:

# A = frac 1 2 | (1) (1) - (4) (5) + 5y-x + 4x-y | = 1/2 | 3x + 4y - 19 | #

Het gebied is #15#:

# pm 15 = 1/2 (3x + 4y - 19) #

# 19 pm 30 = 3x + 4y #

# 49 = 3x + 4y # of # -11 = 3x + 4y #

Dus als de vertex C op een van deze twee evenwijdige lijnen staat, hebben we een driehoek van gebied 15.

Laat # PR = A # de zijde zijn van de gelijkbenige driehoek met de coördinaten van de eindpunten als volgt

#Pto (1,4) # en #Rto (5,1) #

Laat de coördinaten van het derde punt van de driehoek zijn # (X, y) #.

Zoals # (X, y) # is equidistant van P en R die we kunnen schrijven

# (X-1) ^ 2 + (y-4) ^ 2 = (x-5) ^ 2 + (y-1) ^ 2 #

# => X ^ 2-2x + 1 + y ^ 2-8Y + 16 = x ^ 2-10x + 25 + y ^ 2-2y + 1 #

# => 8x-6Y = 9 #

# => X = (9 + 6y) / 8 …… 1 #

Nog een keer # (X, y) # op gelijke afstand van P en R, de loodlijn daalde van # (X, y) # naar # PR # moet het in tweeën delen, Laat deze voet van het loodrechte of middelpunt van # PR # worden # T #

Dus coördinaten van #Tto (3,2.5) #

Nu hoogte van de gelijkbenige driehoek

# H = sqrt ((x-3) ^ 2 + (y-2.5) ^ 2) #

En de basis van de gelijkbenige driehoek

# PR = A = sqrt ((1-5) ^ 2 + (4-1) ^ 2) = 5 #

Dus door het probleem het gebied

# 1 / 2xxAxxH = 15 #

# => H = 30 / A = 30/5 = 6 #

#sqrt ((x-3) ^ 2 + (y-2.5) ^ 2) = 6 #

# => (X-3) ^ 2 + (y-2.5) ^ 2 = 36 …. 2 #

Door 2 en 1 krijgen we

# ((9 + 6y) / 8-3) ^ 2 + (y-2.5) ^ 2 = 36 #

# => 1/64 (6j-15) ^ 2 + (y-2.5) ^ 2 = 36 #

# => (6j-15) ^ 2 + 64 (y-2.5) ^ 2 = 36xx64 #

# => 36y ^ 2-180y + 225 + 64y ^ 2-320y + 400 = 48 ^ 2 #

# => 100y ^ 2-500y + 625 = 48 ^ 2 #

# => Y ^ 2-5y + 6,25 = 4,8 ^ 2 #

# => (Y-2.5) ^ 2 = 4,8 ^ 2 #

# => Y = 2.5pm4.8 #

Zo # y = 7,3 en y = -2,3 #

wanneer # Y = 7,3 #

# X = (9 + 6xx7.3) /8=6.6#

wanneer # Y = -2,3 #

# X = (9 + 6xx (-2,3)) / 8 = -0.6 #

Dus de coördinaten van het derde punt zullen zijn

# (6.6.7.3) naar "Q in figuur" #

OF

# (- 0.6, -2.3) naar "S in figuur" #