Twee parallelle koorden van een cirkel met lengten van 8 en 10 dienen als basis van een trapezium ingeschreven in de cirkel. Als de lengte van een straal van de cirkel 12 is, wat is dan het grootst mogelijke oppervlak van een dergelijke beschreven ingeschreven trapezium?

Twee parallelle koorden van een cirkel met lengten van 8 en 10 dienen als basis van een trapezium ingeschreven in de cirkel. Als de lengte van een straal van de cirkel 12 is, wat is dan het grootst mogelijke oppervlak van een dergelijke beschreven ingeschreven trapezium?
Anonim

Antwoord:

# 72 * sqrt (2) + 9 * sqrt (119) ~ = 200,002 #

Uitleg:

Overweeg Fig. 1 en 2

Schematisch zouden we een parallellogram ABCD in een cirkel kunnen invoegen, en op voorwaarde dat zijden AB en CD akkoorden zijn van de cirkels, op de manier van figuur 1 of figuur 2.

De voorwaarde dat de zijden AB en CD akkoorden van de cirkel moeten zijn, impliceert dat de ingeschreven trapezoïde een gelijkbenige moet zijn omdat

  • de diagonalen van de trapezium (# AC # en #CD#) zijn gelijk omdat
  • #A hat B D = B hat A C = B hatD C = A hat C D #

    en de lijn loodrecht op # AB # en #CD# als je door het midden E gaat, doorkruis je deze akkoorden (dit betekent dat # AF = BF # en # CG = DG # en de driehoeken gevormd door de kruising van de diagonalen met bases in # AB # en #CD# zijn gelijkbenig).

Maar omdat het gebied van de trapezium is

# S = (b_1 B_2 +) / 2 * h #, waar # B_1 # staat voor base-1, # B_2 # voor base-2 en # H # voor hoogte, en # B_1 # is parallel aan # B_2 #

En sinds de factor # (B_1 + B_2) / 2 # is gelijk in de hypothesen van de Figuren 1 en 2, waar het om gaat is in welke hypothese de trapezoïde een langere hoogte heeft (# H #). In het onderhavige geval, met akkoorden die kleiner zijn dan de straal van de cirkel, lijdt het geen twijfel dat de trapezoïde in de hypothese van figuur 2 een langere hoogte heeft en daarom een hoger oppervlak heeft.

Volgens figuur 2, met # AB = 8 #, # CD = 10 # en # R = 12 #

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

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

# -> tan alpha = (sin alpha) / cos alpha = (2sqrt (2) / cancel (3)) / (1 / cancel (3)) = 2sqrt (2) #

#tan alpha = x / ((AB) / 2) # => # X = 8 / (2) * annuleren (2) sqrt (2) # annuleren => # X = 8sqrt (2) #

#triangle_ (ECG) -> 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)) / cancel (12)) / (5 / cancel (12)) = sqrt (119) / 5 #

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

Dan

# 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 #