Er bestaat een punt P binnen een gelijkzijdige driehoek ABC zodat |PA|= 3, |PB|=4 en |PC|=5. Bereken de lengte van de zijde van die gelijkzijdige driehoek.
Antwoord
We roteren driehoek ABC rond A over 60°.
BP’ is het beeld van CP en heeft dus lengte 5. Bovendien is driehoek APP’ gelijkzijdig en dus heeft PP’ lengte 3. Bijgevolg is driehoek BPP’ een 3-4-5 driehoek en dus rechthoekig.
Driehoek APP’ is gelijkzijdig en dus zijn alle hoeken 60°. Daarom meet de hoek BPA juist 90°+60°=150°.
We kunnen in driehoek BPA, met behulp van de cosinusregel de lengte van AB berekenen: .
De zijde van de gelijkzijdige driehoek ABC heeft als lengte .
In de eerste ongelijkheid stellen we , en , dan wordt de opgave herschreven als of .
We werken de haakjes uit en vinden: .
Uit de ongelijkheid over het rekenkundig en meetkundig gemiddelde vinden we dat , dus het linkerlid uit vorig punt is groter of gelijk aan wat moest bewezen worden.
Voor het tweede deel van de ongelijkheid gebruiken we de ongelijkheid over het harmonisch en meetkundig gemiddelde: . Volgens de ongelijkheid over het rekenkundig en meetkundig gemiddelde is bovendien .
Pas dit nu toe op de drie termen van het linkerlid van de gevraagde ongelijkheid en het bewijs is klaar.
Op de zijden van een rechthoekige driehoek ABC tekent men twee vierkanten: BGFC en AEDC. De rechten AG en BE snijden elkaar in I. Verder is H het snijpunt van AG met BC en J het snijpunt van BE met AC. Bewijs dat de oppervlakte van ABI gelijk is aan de oppervlakte van IHJC.
Antwoord
We maken eerst een tekening
We kunnen beter bewijzen dat de oppervlakte van de driehoeken ABH en BJC dezelfde zijn door bij de opgave de oppervlakte van BIH toe te voegen aan beide delen.
Dus moet of .
Nu zijn de driehoeken ACH en BGH gelijkvormig (HH= rechte hoek en overstaande hoeken), dus geldt . Bijgevolg rest ons te bewijzen dat .
Ook driehoeken BJC en BED zijn gelijkvormig ( HH= gemeenschappelijke hoek en rechte hoek), dus is of . Bijgevolg is .
Uit de gelijkvormigheid van de driehoeken AHC en AGF volgt op een analoge wijze dat .
Uit de twee laatste formules volgt dan inderdaad dat , net wat we wilden bewijzen.
Construeer de ingeschreven cirkel van een driehoek waarbij twee hoekpunten ontoegankelijk zijn.
Antwoord
We kiezen een rechte ( rood) die twee zijden snijdt en bepaal de spiegelbeelden van die zijden ( blauwe stippellijn).
Bepaal het snijpunt van die stippellijnen: T en bepaal de deellijn
( blauw )van de hoek in T.
Spiegel die lijn terug rond de rode rechte ( groene lijn) en bepaal het snijpunt U met de deellijn (paarse lijn )van de driehoek die je wel kon tekenen (vanuit K).