Innskrevet likebeint trekant og maksimalt areal

Del 2, alle hjelpemidler

Innskrevet likebeint trekant og maksimalt areal

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

△DEF er innskrevet i △ABC. Begge trekantene er likebeinte, og DE∥AB. Vi setter DE=x. Høyden fra C til AB er 8, og høyden fra F til DE er h. Videre er AF=FB=3. Se figuren.

Trekant DEF innskrevet i trekant ABC med mål

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Forklar at △ABC∼△DEC. Bruk dette til å vise at

h=8−43x
Hjelpemiddelkrav: For hånd

Bestem et uttrykk T(x) for arealet av △DEF.

Hjelpemiddelkrav: For hånd

Bestem den største verdien av T(x). Forklar at △ABC i dette tilfellet består av fire kongruente trekanter.

Fasit

h=8−43x (vist)

T(x)=4x−23x2, x∈⟨0,6⟩

T(3)=6 (arealenheter)

LøsningsforslagKI-generert

Trekant ABC og trekant DEC har toppunktet C felles. Siden DE∥AB, er ∠CDE=∠CAB og ∠CED=∠CBA (samsvarende vinkler mellom parallelle linjer). Dermed er

△ABC∼△DEC(vinkel-vinkel)

Høyden fra C ned til AB er 8, og F ligger på AB (foten av høyden fra C, siden ABC er likebeint med AF=FB). Høyden fra F opp til DE er h, så høyden fra C ned til DE er 8−h.

I formlike trekanter er forholdet mellom tilsvarende høyder likt forholdet mellom tilsvarende sider (DE tilsvarer AB):

DEAB=8−h8⇒x6=8−h8

Vi løser for h:

8x=6(8−h)=48−6h
6h=48−8x
h=8−86x=8−43x

Dette er uttrykket vi skulle vise.

Arealet av en trekant er 12⋅grunnlinje⋅høyde. For △DEF er grunnlinjen DE=x og høyden h:

T(x)=12xh=12x(8−43x)=4x−23x2

Siden x=DE må være mellom 0 og AB=6, er definisjonsmengden x∈⟨0,6⟩.

Vi deriverer T(x) og finner nullpunktet til den deriverte i GeoGebra CAS.

Derivasjon og maksimering av T(x) i GeoGebra CAS

Av utklippet ser vi

T′(x)=−43x+4

Løsning av T′(x)=0 gir x=3, og T(3)=6. Siden T er en parabel med negativ ledende koeffisient (vendt ned), er dette et toppunkt, altså det globale maksimumet på ⟨0,6⟩:

Tmax⁡=T(3)=6

Når x=3, er h=8−43⋅3=4 — altså akkurat halvparten av både AB=6 og høyden 8 i △ABC. Siden △DEC∼△ABC med forholdet xAB=36=12, betyr det at D er midtpunktet på AC og E er midtpunktet på BC. Sammen med at F (fra oppgaveteksten er AF=FB=3) er midtpunktet på AB, er D, E og F nettopp midtpunktene på de tre sidene i △ABC.

Da er DF, DE og EF midtsegmenter i △ABC, parallelle med og halvparten så lange som henholdsvis BC, AB og AC. De fire småtrekantene △AFD, △FBE, △DEC og △DEF har derfor alle nøyaktig de samme tre sidelengdene (12AB, 12BC, 12AC), og er dermed kongruente parvis (kongruens SSS). △ABC består altså av fire kongruente trekanter, hver med areal 14⋅24=6, i samsvar med T(3)=6.

Sensorveiledning

Oppgaven gir til sammen 8 poeng

I denne oppgaven er det rom for ulike resonnementer i forbindelse med formlikhet og kongruens.

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i matematikk. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Tastatursnarveier

Navigasjon

⌘K / Ctrl+K
Åpne søk
G F
Gå til Fag
G E
Gå til Eksamener
G T
Gå til Temaer
G K
Gå til Kompetansemål
G H
Hjem
?
Vis snarveier

I oppgave

←/→ · J/K
Forrige / neste oppgave
0
Marker som ikke prøvd
1
Marker som prøvd
2
Marker som trenger hjelp
3
Marker som ferdig
S
Vis / skjul løsningsforslag
A
Legg til i liste
N
Skriv notat
Esc
Tilbake / avslutt