Punkty A= (-20,12) i B= (7,3) są wierzchołkami trójkąta równoramiennego ABC, w którym |AC| = |BC|. Wierzchołek C leży na osi 0y układu współrzędnych. Oblicz współrzędne wierzchołka C oraz obwód tego trójkąta.



Odpowiedź :

Wierzchołek C = (25, 0) lub (-11,0). Obwód trójkąta jest równy 109

Obliczanie długości boku i obwodu trójkąta

Długość boku jest odległością od jednego wierzchołka do drugiego wierzchołka.

Odległość pomiędzy dwoma punktami, które mają podane współrzędne, możemy obliczyć ze wzoru:

|AB| = [tex]\sqrt{(x_{2}-x_{1} ) ^{2} + (y_{2}-y_{1} ) ^{2} }[/tex]

Dane z zadania:

  • Trójkąt jest równoramienny
  • |AC| = |BC|
  • Wierzchołek A = (-20,12)
  • Wierzchołek B = (7,3)
  • Wierzchołek C = (X, 0)

Wiemy, że wierzchołek C ma współrzędne (X, 0), ponieważ leży na osi [tex]O_{y}[/tex].

Możemy zapisać długości boków trójkąta |AB| oraz |BC|:

  • Bok |AB|

|AB| =[tex]\sqrt{(7-(-20) ) ^{2} + (3-12 ) ^{2}} = \sqrt{(-13 ) ^{2} + (-9 ) ^{2}} = \sqrt{169 + 81} = \sqrt{169} + \sqrt{81} = 13 + 9 = 21[/tex]

Bok |AB jest równy 21

  • Bok |BC|

|BC| = [tex]\sqrt{(x-7 ) ^{2} + (0-3 ) ^{2} } = \sqrt{(x-7 ) ^{2} + (-3 ) ^{2} } = \sqrt{(x-7 ) ^{2} + 9}[/tex] = [tex]\sqrt{(x-7 ) ^{2}} + \sqrt{3} = \sqrt{(x-7 ) ^{2}} + 3[/tex]

Bok |BC| jest równy [tex]\sqrt{(x-7 ) ^{2}} + 3[/tex]

Z zadania wiemy, że bok |BC| jest równy bokowi |AB|, ponieważ trójkąt jest równoramienny. Możemy więc przyrównać do siebie długości obu boków.

[tex]\sqrt{(x-7 ) ^{2}} + 3[/tex] = 21

 [tex]\sqrt{(x-7 ) ^{2}}[/tex] = 21 - 3

[tex]\sqrt{(x-7 ) ^{2}}[/tex] = 18

Obustronnie podnosimy do kwadratu, aby usunąć pierwiastek

[tex](x-7)^{2}[/tex] = 324

Rozwiązujemy wzór skróconego mnożenia:

[tex]x^{2}[/tex] - 14x + 49 = 324

[tex]x^{2}[/tex] - 14x + 49 - 324 = 0

[tex]x^{2}[/tex] - 14x - 275 = 0

Rozwiązujemy równanie funkcji kwadratowej:

Δ = [tex]b^{2}[/tex] - 4ac

Δ = [tex](-14)^{2}[/tex] - 4 * 1 * (-275)

Δ = 196 + 1100 = 1296

[tex]\sqrt{1296}[/tex] = 36

Obliczamy miejsca zerowe funkcji:

[tex]x_{1}[/tex] = [tex]\frac{-(-14) - 36}{2 * 1} = \frac{-22}{2} = -11[/tex]

[tex]x_{2}[/tex] = [tex]\frac{-(-14) + 36}{2 * 1} = \frac{50}{2} = 25[/tex]

Możliwe współrzędne punktu C to:

C = (-11, 0)

C = (25,0)

Obwód w obu przypadkach będzie taki sam.

Obliczamy długość boku |AC|:[tex]\sqrt{(25-(-20) ) ^{2} + (0-12 ) ^{2} } = \sqrt{(25+20 ) ^{2} + (-12 ) ^{2} } = \sqrt{(45 ) ^{2} + (-12 ) ^{2} } = \sqrt{2025 + 144 } = \sqrt{2025} + \sqrt{144} = 45 + 12 = 67[/tex]

Bok |AC| jest równy 67.

Obwód trójkąta:

Obw. = 67 + 21 + 21 = 109