משולש שווה צלעות חסום במעגל - מבגרות מתמטיקה 4 יחידות חורף 2024

שאלה

משולש ABC הוא משולש שווה צלעות החסום במעגל שרדיוסו 17 .

הנקודה D נמצאת על המשך הצלע BC , כמתואר בסרטוט.

משולש שווה צלעות חסום במעגל
א. מצאו את אורך הצלע AC .

נתון: CD = 16

ב. מצאו את אורך הקטע AD .

ג. מצאו את גודל הזווית CAD .

הנקודה F היא נקודת החיתוך של הקטע AD עם המעגל.

ד. מצאו את אורך המיתר BF .

ה. (1) מהו גודל הזווית FBC ?

(2) מצאו את שטח המשולש FBD .

פתרון

א. אורך הצלע AC

נניח מרכז המעגל הנקודה O. 
OB = OC = 17 - מרחק נקודה ממרכז המעגל את המעגל שווה לרדיוס.
∠BOC = 120⁰ -
מטעמי סימטריה כל זוית ממרכז המעגל לקודקודי משולש שווה צעות שווה 120 מעלות

לפי משפט הקוסינוסים נחשב את אורך צלע המשולש BC:
BC² = OB² + OC² - 2ᐧOBᐧOCᐧcos(120⁰)

BC² = 17² + 17² - 2ᐧ17ᐧ17ᐧ(-1/2)
BC² = 867

BC = 29.44
מאחר ומשולש ABC הוא שווה צלעות , אורך הצלע AC = BC = 29.44


ב. אורך הקטע AD

נתבונן במשולש ABD :

AB = 29.44 - צלע במשולש שווה צלעות שחושב ב- א.
∠ABD = 60⁰ - זווית במשולש שווה צלעות
BD = BC + CD = 29.44 + 16 = 45.44 - נתון CD , ו - BC היא צלע במשולש שווה צלעות ABC

נמצא את AD על פי משפט הקוסינוסים במשולש ABD.
AD² = AB²  + BD² - 2ᐧABᐧBDᐧcos(60⁰) = 
AD² = 867 + 2064.8 - 29.44ᐧ45.44 = 1594

AD = 39.92
ג.  גודל הזווית CAD

נחשב קודם את גודל הזווית BAD לפי משפט הסינוסים במשולש BAD. אחר-כך נחסר מזוית BAD את זווית BAC השווה 60⁰ . ונקבל את הזווית המבוקשת CAD. 

AD / sin(∠ABD) = BD / sin(∠BAD)
39.92 / sin 60⁰ = 45.44 / sin(∠BAD)

sin(∠BAD) = 45.44 ᐧ sin 60⁰ / 39.92
sin(∠BAD) = 0.985
∠BAD = 80.3⁰

∠CAD = ∠BAD - ∠BAC = 80.3⁰ - 60⁰ = 20.3⁰
ד. אורך המיתר BF 

לחישוב  אורך המיתר BF  נתבונן במשולש ABF.
∠ACB = 60⁰ -  זוית במשולש שווה צלעות שווה 60  מעלות
∠AFB =∠ACB = 60⁰ -  זויות היקפיות הנשענות על אותה קשת  במעגל שוות
∠FBC =∠FAC =   20.3⁰  - זויות היקפיות הנשענות על אותה קשת במעגל שוות

∠ABF = ∠ABC - ∠ABF  =  60⁰ - 20.3⁰ = 39.7⁰

BAF = 180 -  ∠ABF - ∠AFB = 180 - 39.7⁰ - 60⁰ = 80.3

לפי משפט הסינוסים במשולש ABF :
BF / sin(∠BAF) = AB / sin(∠AFB) 

BF / sin(80.3⁰) = 29.44 / sin(∠60⁰) 
BF = 29.44 ᐧ sin(80.3⁰) / sin(∠60⁰) 

BF = 33.51
ה. (1) גודל הזוית FBC

גודל הזוית FBC חושב בסעיף הקודם.

∠FBC =∠FAC =   20.3⁰  - זויות היקפיות הנשענות על אותה קשת במעגל שוות

(2) שטח המשולש FBD 

שטח משולש שווה לnjmh, מכפלת שתי צלעות בסינוס הזוית ביניהן. לכן למציאת שטח משולש FBD נכפיל:
SFBD = FB ᐧ BD ᐧ sin(∠FBC) / 2 = 
SFBD = 33.51 ᐧ 45.44 ᐧ sin(20.3⁰) / 2 = 264.1

אין תגובות:

הוסף רשומת תגובה