Pähkinä: suorakulmaisen kolmion pinta-ala

   pähkinä

Olkoon ABC suorakulmainen kolmio siten, että hypotenuusan AB pituus on 10 ja tähän nähden kohtisuora kulmasta C lähtevän janan pituus on 6. Merkittäköön kirjaimella D pistettä, jossa tämä jana leikkaa hypotenuusan AB. Laske kolmion ABC pinta-ala.

Ratkaisu

Koska jana CD on hypotenuusaan nähden kohtisuora, on kolmio ala suoraan laskettavissa ihan peruskaavan avulla.

  • kannan AB pituus on 10
  • kolmion korkeus CD on 6

Tuosta saadaan kolmion alaksi (10*6)/2=30. Tuo korkeus 6 tosin näyttää kovin isolta luvulta. Tarkistetaanpa, onko tällainen kolmio edes mahdollinen.

Sovelletaan Pythagoraan lausetta a²-b²-c²=0 eli suorakulmaisen kolmion hypotenuusan neliö on yhtä suuri kuin kateettien neliöiden summa.

Kolmion ABC hypotenuusan AB pituus on 10, josta pisteiden B ja D välistä osuutta merkittäköön kirjaimella x. Merkittäköön kateetin AC pituutta kirjaimella y ja kateetin BC kirjaimella z. Tällöin

Pythagoraan lause kolmiolle ABC on

10²-y²-z²=0  (1)

kolmiolle ACD

y²-(10-x)²-6²=0  (2)

ja kolmiolle BCD

z²-x²-6²=0  (3)

Ratkaistaan yhtälö (3) arvon  suhteen

z²=x²+36

ja sijoitetaan tulos yhtälöön (1), joka ratkaistaan arvon  suhteen.

10²−y²−(x²+36)=0
<=> 100−y²−x²−36=0
<=> y²=−x²+64

Ratkaisu sijoitetaan yhtälöön (2)

(-x²+64)-(10-x)²-36=0
<=> -x²+64-(100-20x+x²)-36=0
<=> -x²+28-100+20x-x²=0
<=> -2x²+20x-72=0

Kun tuo toisen asteen yhtälö ratkaistaan, käy ilmi, ettei sillä ole reaalijuuria vaan imaginaarijuuret:

x=5±i √11

Mutta x on osa kolmion hypotenuusaa, joten x ei voi olla imaginaariluku. Toisin sanoen tuollaista suorakulmaista kolmiota ei voi olla olemassa, joten kolmiolla ABC ei ole pinta-alaa.

Ei kommentteja

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.