Dos acords paral·lels d'un cercle amb longituds de 8 i 10 serveixen com a bases d'un trapezi inscrit al cercle. Si la longitud d'un radi del cercle és de 12, quina és la major àrea possible de tal trapezi inscrit descrit?

Dos acords paral·lels d'un cercle amb longituds de 8 i 10 serveixen com a bases d'un trapezi inscrit al cercle. Si la longitud d'un radi del cercle és de 12, quina és la major àrea possible de tal trapezi inscrit descrit?
Anonim

Resposta:

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

Explicació:

Penseu en les Figs. 1 i 2

Esquemàticament, podríem inserir un paral·lelogram ABCD en un cercle, i amb la condició que els costats AB i CD siguin acords dels cercles, en la forma de la figura 1 o la figura 2.

La condició que els costats AB i CD hagin de ser acords del cercle impliquen que el trapezoide inscrit ha de ser un isòsceles perquè

  • les diagonals del trapezoide (#AC# i # CD #) són iguals perquè
  • #A hat B D = B hat A C = B hatD C = A hat C C #

    i la línia perpendicular a # AB # i # CD # passant pel centre E es barregen aquests acords (això significa que # AF = BF # i # CG = DG # i els triangles formats per la intersecció de les diagonals amb bases a # AB # i # CD # són isòsceles).

Però com que la zona del trapezi és

# S = (b_1 + b_2) / 2 * h #, on? # b_1 # significa base-1, # b_2 # per a base-2 i # h # per alçada, i # b_1 # és paral·lela a # b_2 #

I des del factor # (b_1 + b_2) / 2 # és igual en les hipòtesis de les figures 1 i 2, el que importa és en quina hipòtesi el trapezi té una alçada més llarga (# h #). En el cas actual, amb cordes menors que el radi del cercle, no hi ha dubte que, en la hipòtesi de la figura 2, el trapezi té una alçada més llarga i, per tant, té una zona més alta.

Segons la figura 2, amb # AB = 8 #, # CD = 10 # i # 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 / cancel·lar (2) * cancel·lar (2) sqrt (2) # => # 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 = i / ((CD) / 2) # => # y = 10/2 * sqrt (119) / 5 # => # y = sqrt (119) #

Llavors

# 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 #