به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
+1 امتیاز
237 بازدید
در دبیرستان توسط mansour (769 امتیاز)
ویرایش شده توسط قاسم شبرنگ

مطلوب است محاسبه مساحت $s$ در صورتی که دو مثلث $ABC$ و $BED$ برابر باشند: توضیحات تصویر

1 پاسخ

0 امتیاز
توسط قاسم شبرنگ (4,161 امتیاز)
ویرایش شده توسط قاسم شبرنگ

فرض کنید $h$ طول ارتفاع وارد بر $ED$ از $B$ و $O$ محل تلاقی $AC$ و $BD$ باشد و:

$$a:= \overline{BC} = \overline{BE},b= \overline{AC} = \overline{DE},c:= \overline{AB} = \overline{DB} x:= \overline{EC} ,y:= \overline{CD}$$

واضح است که $a^2+c^2=b^2,x+y=b$ و از قضیۀ استوارت داریم:

$$b(a^2+xy)=c^2x+a^2y$$

$$ \Rightarrow x= \frac{2a^2}{b}$$

$$ \Rightarrow \frac{27}{2s+74} = \frac{S_{BCE}}{2S_{BDE}} = \frac{\frac{1}{2}hx}{2 \times \frac{1}{2} hb}= \frac{x}{2b}= \frac{a^2}{b^2}(*)$$

حالا توجه کنید که دو مثلث $OAB$ و $OCD$ متشابه‌اند (چرا؟) پس داریم:

$$\frac{s+27}{s}= \frac{c^2}{y^2} \Rightarrow y^2=\frac{sc^2}{s+27}(**)$$

از طرفی دیگر:

$$ \frac{s+37}{s+10}=\frac{S_{BDE}}{S_{BDC}}=\frac{\frac{1}{2}hb}{\frac{1}{2}hy}=\frac{b}{y}$$

$$ \Rightarrow y^2=\frac{(s+10)^2b^2}{(s+37)^2}(***)$$

حالا از رابطه $(**)$ و $(***)$ داریم:

$$ \frac{(s+10)^2}{(s+37)^2}. \frac{s+27}{s}=\frac{c^2}{b^2}$$

و از روابط $(*)$ و رابطه اخیر داریم:

$$\frac{(s+10)^2}{(s+37)^2}. \frac{s+27}{s}+\frac{27}{2s+74}= \frac{c^2}{b^2}+\frac{a^2}{b^2} = \frac{c^2+a^2}{b^2}=\frac{b^2}{b^2}=1$$

$$ \Rightarrow \frac{(s+10)^2}{(s+37)^2}. \frac{s+27}{s}+\frac{27}{2s+74}=1$$

$$ \Rightarrow s=8(?)$$

$\Box$

توسط حسن کفاش امیری (3,252 امتیاز)
از قضیه استوارت چطور x بر حسب a و b نتیجه گرفتی و این نتیجه با رابطه(*) چه فرقی می کنه
توسط قاسم شبرنگ (4,161 امتیاز)
قضیه استوارت را در مثلث $BDE$ و پاره خط $BC$ بکار گرفتم. و قرار دادم $y=b-x$.
یکی از اولین و بهترین وظایف معلم این نیست که به شاگردانش این احساس را القا کند که مسائل ریاضی ارتباط کمی با یکدیگر دارند و اصلا هیچ ارتباطی با چیزی دیگ ندارند. هنگامی که دوباره به راه حل مساله نگاه می کنیم از موقعیتی طبیعی برای تحقیق در مورد ارتباط های بین یک مساله برخوردار می شویم.
...