No 212
AB = 6 cm
P?
Angle BAP = x
a) AQ + QP = 6
b) AQ + QP = 7
Caso (a)
a) -> AQ + QP = 6
AQ = AP * cos x
(AP = AB * cos x = 6 cos x)
-> AQ = 6 cos x * cos x
= 6 cos2x
QP = AP * sen x
= 6 cos x * sen x
AP = AB * cos x
AP = 6 cos x
6 cos2x + 6 sen x * cos x = 6
cos2x + sen x cos x = 1
sen x cos x + 1 - sen2x = 1
sen x (cos x - sen x) = 0
sen x = 0 -> x = 0o
e cos x - sen x = 0
cos x - sen x = 0
cos x / cos x - sen x / cos x = 0
1 - tan x = 0 -> tan x = 1
x = 1/4 -> x = 45o
Caso (b)
ĀQ + QP = 7
6 cos2 x + 6 sen x cos x = 7
6 cos2 x + 6 sen x cos x - 7 = 0
Poiché 2 sen x cos x = sen 2x
e 2 cos2 x - 1 = cos 2x
Scrivo -7 come -3 - 4
6 cos2 x - 3 + 6 sen x cos x - 4 = 0
3(2 cos2 x - 1) + 3 . 2 sen x cos x - 4 = 0
3 . cos 2x + 3 . sen 2x - 4
L'equazione è:
3 cos(2x) + 3 sen(2x) - 4 = 0
Poniamo 2x =
3 cos + 3 sen - 4 = 0
Usiamo le formule:
3 . 1 - t2⁄1 + t2 + 3 2t⁄1 + t2 - 4 = 0
3(1 - t2) + 3 . 2t - 4(1 + t2)⁄1 + t2 = 0
3 - 3t2 + 6t - 4 - 4t2 = 0
-7t2 + 6t - 1 = 0
7t2 - 6t + 1 = 0 -> Svolgo l'eq. di 2°
7t2 - 6t + 1 = 0
Delta = 36 - 28 = 8
t = (6 +/- sqrt(8))/14
t = (6 +/- 2sqrt(2))/14 = (3 +/- sqrt(2))/7
(3 + sqrt(2))/7
(3 - sqrt(2))/7
t1 = (3 + sqrt(2))/7
t = tan a/2 = tan x (essendo a = 2x, a/2 = 2x/2 = x)
tan x = (3 + sqrt(2))/7 -> x = arctan((3 + sqrt(2))/7) ~ 32,24°
tan x = (3 - sqrt(2))/7 -> x = arctan((3 + sqrt(2))/7) ~ 12,76°
Problemi di geometria piana risolvibili mediante equazioni goniometriche
Risolviamo insieme un classico problema di geometria piana utilizzando le equazioni goniometriche.
Questo è il testo del problema:
"Su una semicirconferenza di diametro AB di lunghezza 6 cm, determina un punto P in modo tale che, detta Q la proiezione ortogonale di P su AB, siano verificate le seguenti identità:
- AQ+QP=6
- AQ+QP=7
Svolgimento
Come prima cosa, va fatto sempre un disegno, quindi tracciamo la nostra semicirconferenza aiutandoci con un compasso e posizioniamo su di essa un generico punto P. Poi proiettiamo il punto scelto su AB e individuiamo il punto Q. A questo punto abbiamo un triangolo ABP di cui PQ è altezza relativa ad AB.
Scegliamo come incognita l’angolo
Nel triangolo AQP, rettangolo in Q, usiamo le relazioni tra cateto adiacente ad un angolo ed ipotenusa e tra cateto opposto allo stesso angolo ed ipotenusa.
Per il lato AQ, adiacente all’angolo x, scriviamo:
Per il lato QP, opposto all’angolo x, scriviamo:
Ora osserviamo che il triangolo ABP è a sua volta rettangolo in P, perché è inscritto in una semicirconferenza ed ha per ipotenusa il diametro AB.
In questo triangolo AP è cateto adiacente ad x, dunque, scriviamo per esso:
Essendo noto AB, possiamo scrivere ancora
Ora possiamo inserire nelle espressioni di AQ e QP l’espressione di AP appena trovata:
La prima relazione AQ+QP=6 diventa allora:
che può essere ulteriormente semplificata in:
Questa, una volta risolta, ci fornisce come soluzione due valori:
Nel pdf allegato c'è lo svolgimento completo anche della seconda relazione.