W trójkącie ABC bok BC ma długość x, a kąty CBA i BCA mają odpowiednio miary beta i gamma. Wykaż , że pole P trójkąta ABC wyraża się wzorem [tex]P=\frac{x^{2}sin\beta sin\gamma }{2sin(\beta +\gamma)}[/tex]

Odpowiedź :

Twierdzenie sinusów, pole trójkąta.

  1. Korzystamy z dwóch przydatnych wzorów:
    - twierdzenia sinusów:
    [tex]\frac{|BC|}{\sin |\angle A|} = 2R[/tex]
    - wzoru na pole trójkąta (wiążącego kąty z promieniem okręgu opisanego):
    [tex]P_\triangle = 2 R^2 \cdot \sin |\angle A| \cdot \sin |\angle B| \cdot \sin |\angle C|[/tex]
  2. Łącząc powyższe dostajemy:
    [tex]P_\triangle = 2 (\frac{|BC|}{2\sin |\angle A|}) ^2 \cdot \sin |\angle A| \cdot \sin |\angle B| \cdot \sin |\angle C|[/tex]
  3. Podstawiamy wartości z treści zadania i przekształcamy:
    [tex]P_\triangle = 2 (\frac{x}{2\sin \alpha}) ^2 \cdot \sin \alpha \cdot \sin \beta \cdot \sin \gamma = \frac{x^2 \sin \beta \sin \gamma}{2 sin \alpha}[/tex]
  4. Z kolei korzystając z faktu, że:
    [tex]\alpha = 180^\circ - \beta - \gamma[/tex]
    czyli
    [tex]\sin \alpha = \sin (\beta + \gamma)[/tex]
  5. Dostajemy finalny wzór.

Zadanie zostało rozwiązane jedynie przekształcając wzory (z tablic maturalnych). Warto zauważyć, że nie była nam potrzebna wartość promienia okręgu opisanego (którą zresztą teraz łatwo wyznaczyć):
[tex]R = \frac{x}{2 \sin (\beta + \gamma)}[/tex]