Дано координати вершин трикутника АВС. А(-4; 2), В(0; 4), С(4; -3).
Знайти:
1) довжину сторони ВС; АС
2) рівняння сторін АВ і ВС та їх кутові коефіцієнти;
3) кут А;
4) рівняння висоти ВD;
5) рівняння медіани АЕ і координати точки L перетину її з висотою ВD;
6) рівняння прямої, що проходить через точку L паралельно стороні ВС.
Answers & Comments
1. Довжина сторони ВС: ВС = √[(xC-xB)^2 + (yC-yB)^2] = √[(4-0)^2 + (-3-4)^2] ≈ 7.81
Довжина сторони АС:
AC = √[(xC-xA)^2 + (yC-yA)^2] = √[(4+4)^2 + (-3-2)^2] ≈ 9.22
2. Рівняння сторін АВ і ВС та їх кутові коефіцієнти: Строна АВ: Загальне рівняння прямої: y = kx + b Кутовий коефіцієнт: k = (yB-yA)/(xB-xA) = (4-2)/(0-(-4)) = 1/2 Знаходимо значення b, підставивши координати точки A: 2 = 1/2*(-4) + b => b = 4 Отже, рівняння сторони АВ: y = 1/2*x + 4
Сторона ВС:
Загальне рівняння прямої: y = kx + b
Кутовий коефіцієнт: k = (yC-yB)/(xC-xB) = (-3-4)/(4-0) = -7/4
Знаходимо значення b, підставивши координати точки B: 4 = -7/40 + b => b = 4
Отже, рівняння сторони ВС: y = -7/4x + 4
3. Кут А:
Використовуючи теорему косинусів, знаходимо кут А:
cosA = (BC^2 + AC^2 - AB^2)/(2 * BC * AC)
cosA = ((7.81)^2 + (9.22)^2 - (4)^2)/(2 * 7.81 * 9.22)
cosA ≈ 0.269
A ≈ acos(0.269) ≈ 74.3 градуси
4. Рівняння висоти ВD:
Знайдемо координати точок D і E:
D(xD,yD) є серединою сторони BC, тому xD = (xB+xC)/2 = 2 і yD = (yB+yC)/2 = 1/2
E(xE,yE) лежить на прямій AD і є серединою сторони АВ, тому xE = (xA+xB)/2 = -2 і yE = (yA+yB)/2 = 3
Кутовий коефіцієнт прямої AD: k = (yD-yA)/(xD-xA) = (1/2-2)/(2-(-4)) = -1/2
Загальне рівняння прямої AD: y = -1/2x + b
Підставляємо координати точки A, щоб знайти b: 2 = -1/2(-4) + b => b = 4
Отже, рівняння прямої AD: y = -1/2*x + 4
Висота ВD проходить через точку D і перпендикулярна до сторони АВ, тому кутовий коефіцієнт висоти ВD:
k_(VD) = -1/k_(AB) = -1/(1/2) = -2
Загальне рівняння прямої VD: y = -2x + b
Підставляємо координати точки D, щоб знайти b: 1/2 = -22 + b => b = 9/2
Отже, рівняння висоти ВD: y = -2*x + 9/2
5. Площа трикутника ABC:
Використовуючи формулу Герона, знаходимо півпериметр трикутника:
s = (AB + BC + AC)/2 = (4 + √(20) + √(170))/2
Площа трикутника ABC: S = √(s(s-AB)(s-BC)(s-AC)) = √((4 + √(20) + √(170))/2 * (4 + √(20) + √(170))/2 * (√(20))/2 * (√(6))/2 * (√(10)+√(34))/2) ≈ 8.56
6. Кутівна точка Б:
Кутівна точка Б є точкою перетину бісектрис кутів А і С. Знайдемо координати цієї точки.
Знайдемо координати точки F, яка є серединою сторони АС:
F(xF,yF) є серединою сторони АС, тому xF = (xA+xC)/2 = 4 і yF = (yA+yC)/2 = -1/2
Кутовий коефіцієнт бісектриси кута А:
k_(ABisector) = AC/AB = (√(170)+√(20))/(4)
Загальне рівняння прямої, яка є бісектрисою кута А:
y = k_(ABisector)*x + b
Підставляємо координати точки F, щоб знайти b:
-1/2 = (√(170)+√(20))/(4)*4 + b => b = -1/2 - (√(170)+√(20))/4
Отже, рівняння прямої, яка є бісектрисою кута А: y = (√(170)+√(20))/4*x - 1/2 - (√(170)+√(20))/4
Аналогічним чином знаходимо кутовий коефіцієнт бісектриси кута С та її загальне рівняння:
k_(CBisector) = AC/BC = (√(170)+√(20))/7.81
y = k_(CBisector)x + b
Підставляємо координати точки B, щоб знайти b:
4 = (√(170)+√(20))/7.810 + b => b = 4
Отже, рівняння прямої, яка є бісектрисою кута С: y = (√(170)+√(20))/7.81*x + 4
Знайдемо точку перетину прямих, які є бісектрисами кутів А і С:
(√(170)+√(20))/4x - 1/2 - (√(170)+√(20))/4 = (√(170)+√(20))/7.81x + 4
Розв'язуючи це рівняння, знаходимо координати кутовної точки Б:
x = 3.56, y = 1.67
Отже, координати кутовної точки Б: (3.56, 1.67)