Math Problem Statement

Inscrivi un triangolo ABC in una semicirconfe- renza di centro O e diametro AB = 4a, in modo che l'angolo in B risulti maggiore dell'angolo in A. Da O conduci la perpendicolare al diametro che incontra AC in H. Determina l'angolo B in modo che il rettangolo di base OH e altezza AC abbia area 4a²

Solution

Per risolvere il problema, dobbiamo determinare l'angolo B\angle B in un triangolo inscritto in una semicirconferenza di diametro AB=4aAB = 4a, dove l'area di un rettangolo di base OHOH e altezza ACAC è 4a24a^2.

1. Dati del Problema:

  • ABAB è il diametro della semicirconferenza e ha lunghezza 4a4a.
  • OO è il centro della semicirconferenza e quindi AO=OB=2aAO = OB = 2a.
  • B>A\angle B > \angle A.
  • OHOH è la perpendicolare condotta da OO al diametro ABAB che incontra il lato ACAC in HH.
  • L'area del rettangolo OH×AC=4a2OH \times AC = 4a^2.

2. Considerazioni Geometriche:

Poiché C=90\angle C = 90^\circ (in quanto CC è sulla semicirconferenza opposta al diametro ABAB), abbiamo un triangolo rettangolo in CC con ABAB come ipotenusa.

3. Posizione del Punto HH:

Essendo OHOH perpendicolare ad ABAB, HH è il piede della perpendicolare da OO su ACAC. OHOH è l'altezza relativa all'ipotenusa nel triangolo rettangolo OACOAC.

4. Calcolo dell'Area del Rettangolo:

L'area del rettangolo è data da: Area=OH×AC=4a2\text{Area} = OH \times AC = 4a^2

5. Relazione Trigonometrica:

Poiché OHOH è la distanza dal centro OO alla corda ACAC, possiamo esprimere OHOH come: OH=OCsin(θ)OH = OC \cdot \sin(\theta) dove θ=AOC\theta = \angle AOC. Nel triangolo rettangolo OACOAC, l'altezza ACAC può essere espressa come: AC=ABsin(β)AC = AB \cdot \sin(\beta) dove β=ABC\beta = \angle ABC.

6. Sostituzione delle Misure:

Poiché OC=OA=2aOC = OA = 2a e AB=4aAB = 4a, l'area diventa: 4a2=(2asin(θ))×(4asin(β))4a^2 = (2a \cdot \sin(\theta)) \times (4a \cdot \sin(\beta)) 4a2=8a2sin(θ)sin(β)4a^2 = 8a^2 \cdot \sin(\theta) \cdot \sin(\beta)

7. Risoluzione per β\beta:

sin(θ)sin(β)=12\sin(\theta) \cdot \sin(\beta) = \frac{1}{2} Dato che θ+β=90\theta + \beta = 90^\circ (poiché AOC\triangle AOC è rettangolo in CC), abbiamo: sin(θ)=cos(β)\sin(\theta) = \cos(\beta) Quindi: cos(β)sin(β)=12\cos(\beta) \cdot \sin(\beta) = \frac{1}{2} 12sin(2β)=12\frac{1}{2} \sin(2\beta) = \frac{1}{2} sin(2β)=1\sin(2\beta) = 1 Quindi 2β=902\beta = 90^\circ, ossia β=45\beta = 45^\circ.

Risposta:

L'angolo B\angle B deve essere 4545^\circ affinché l'area del rettangolo sia 4a24a^2.

Hai bisogno di ulteriori dettagli o chiarimenti su questa soluzione?

Domande correlate:

  1. Come si calcola l'area di un rettangolo in un triangolo rettangolo?
  2. Qual è il ruolo della semicirconferenza nella costruzione del triangolo?
  3. Cosa succede se l'angolo BB è diverso da 4545^\circ?
  4. Come si determinano le lunghezze dei lati in un triangolo inscritto in una semicirconferenza?
  5. Come si utilizza la trigonometria per risolvere problemi geometrici?

Consiglio:

Quando risolvi problemi geometrici con figure inscritte in cerchi o semicirconferenze, usa le proprietà degli angoli e dei segmenti legati alla circonferenza per semplificare i calcoli.

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