quarta-feira, 24 de junho de 2020

Geometria – Três triângulos


Dois triângulos retângulos se situam sobre uma linha reta, como mostrado na figura. Qual área é maior, a do triângulo equilátero rosa ou a dos triângulos retângulos combinados?

(Two right triangles sit on a straight line, as shown in the figure. Which has the larger area, the pink equilateral triangle or the combined right triangles?)

PCFilho
(pescado no Twitter de Ed Southall)

Um comentário:

  1. Since one side of the equilateral triangle is the hypotenuse of the right triangle whose leg lengths are given, we can calculate its length:

    side of equilateral triangle = √(2² + 3²) = √13

    (By the way, this is also the length of the other right triangle’s hypotenuse, since that segment is another side of the equilateral triangle.)

    Now we calculate the sine and cosine of the larger acute angle of the right triangle on the right side of the figure (let’s call this angle measure θ):

    sin θ = 3/√13, cos θ = 2/√13

    Since the larger acute angles of the right triangles and one of the equilateral triangle’s angles make up a straight angle, that means that they sum to 180°. So, the right triangles’ larger acute angles sum to 120°, since each angle of an equilateral triangle measures 60° and 180° – 60° = 120°. We can then calculate the sine and cosine of the larger acute angle of the right triangle on the left:

    sin (120° – θ) = sin 120° cos θ – cos 120° sin θ
    = (√3/2)(2/√13) – (–1/2)(3/√13)
    = √(3/13) + (3/2)/√13
    = (2√3 + 3)/(2√13)
    cos (120° – θ) = cos 120° cos θ + sin 120° sin θ
    = (–1/2)(2/√13) + (√3/2)(3/√13)
    = –1/√13 + (3√3)/(2√13)
    = (3√3 – 2)/(2√13)

    So, the legs of the right triangle on the left have lengths √3 + 3/2 and (3/2)√3 – 1.

    We now compute the areas of the triangles:
    Area of triangle on the right = (1/2)(3)(2) = 3 square units
    Area of triangle on the left = (1/2)[(3/2)√3 – 1](√3 + 3/2) = (5/8)√3 = 1.083 square units
    Area of equilateral triangle = (√3/4)(√13)² = (13/4)√3 = 5.629 square units

    Since 5.629 > 3 + 1.083, the equilateral triangle has more area than the combined area of the right triangles.

    My answer: The equilateral triangle

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