Oblicz pole Trojkata równoramiennego o obwodzie równym 28 cm jeśli cosinus kata przy podstawie jest równy 2/5

Odpowiedź :

Rozwiązanie:

Niech ramiona mają długości [tex]x[/tex], wtedy podstawa jest równa [tex]28-2x[/tex]. Z twierdzenia cosinusów dostaniemy:

[tex]x^{2}=x^{2}+(28-2x)^{2}-2x(28-2x)*\frac{2}{5}\\0=5(784-112x+4x^{2})-4x(28-2x)\\0=3920-560x+20x^{2}-112x+8x^{2}\\28x^{2}-672x +3920=0\\x^{2}-24x+140=0\\\Delta=576-4*1*140=16\\x_{1}=\frac{24-4}{2}=10\\x_{2}=\frac{24+4}{2}=14[/tex]

Łatwo zauważyć, że [tex]28-2x>0[/tex], więc [tex]x<14[/tex]. To oznacza, że drugie rozwiązanie nie spełnia warunków zadania.

Z jedynki trygonometrycznej mamy:

[tex]sin\alpha =\sqrt{1-cos^{2}\alpha } =\sqrt{1-\frac{4}{25} } =\frac{\sqrt{21} }{5}[/tex]

Obliczamy pole trójkąta:

[tex]P=\frac{1}{2}x(28-2x)sin \alpha =\frac{1}{2}*10*8*\frac{\sqrt{21} }{5}=8\sqrt{21}[/tex]

a -  długość podstawy trójkąta równoramiennego

b - długość ramienia

a+2b=28cm

2b=28cm-a|:2

b=14cm-1/2a

Korzystamy z tw. cosinusów:

b²=a²+b²-2ab·2/5

-a²=-4/5ab |:(-a)

a=4/5b

a=4/5(14cm-1/2a)|·5

5a=4(14cm-1/2a)

5a=56cm-2a

5a+2a=56cm

7a=56cm|:7

a=8cm

b=14cm-1/2·8cm

b=10cm

Korzystamy z tw. Pitagorasa :

(1/2a)²+h²=b² , gdzie h - wysokość opuszczona na bok a

(1/2·8cm)²+h²=(10cm)²

16cm²+h²=100cm²

h²=100cm²-16cm²

h²=84cm²

h=√(84cm²)

h=2√21cm

PΔ=1/2ah

PΔ=1/2·8cm·2√21 cm

PΔ=8√21 cm²

Uwaga,można też tak :

Jeśli cosα=2/5 , to sinα=√(1-(2/5)²)=√(1-4/25)=√(21/25)=√21/5 .

Stąd :

PΔ=1/2absinα

PΔ=1/2·8cm·10cm·√21/5

PΔ=8√21 cm²