Przejdź do treści

Bok trójkąta podzielony na trzy równe części - pola trzech pasów w stosunku 1 : 3 : 5

Szkoła średnia średnie

Trójkąt ABCABC ma pole 4545. Punkty KK i LL dzielą bok CACA na trzy równe części: ∣CK∣=∣KL∣=∣LA∣|CK| = |KL| = |LA|. Przez punkty KK i LL poprowadzono proste równoległe do boku ABAB, które podzieliły trójkąt na trzy części: trójkąt I oraz dwa trapezy II i III (patrz rysunek). Oblicz pola tych trzech części.

A B C K L I II III
Proste równoległe do AB przez punkty K i L dzielą bok CA na trzy równe odcinki, ale trójkąt - na trzy części o różnych polach.

Rozwiązanie

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

Krok 1. Trójkąty podobne. Prosta równoległa do ABAB odcina przy wierzchołku CC trójkąt podobny do ABCABC (wspólny kąt przy CC, kąty odpowiadające przy prostych równoległych). Mamy dwa takie trójkąty: odcięty prostą przez KK i odcięty prostą przez LL.

Krok 2. Skale. Skalę odczytujemy z boku CACA:

kK=∣CK∣∣CA∣=13,kL=∣CL∣∣CA∣=23.k_K = \frac{|CK|}{|CA|} = \frac{1}{3}, \qquad k_L = \frac{|CL|}{|CA|} = \frac{2}{3}.

Krok 3. Pola trójkątów przy wierzchołku C. Pola mają się jak kwadrat skali:

PK=19⋅45=5,PL=49⋅45=20.P_K = \frac{1}{9} \cdot 45 = 5, \qquad P_L = \frac{4}{9} \cdot 45 = 20.

Krok 4. Pola trzech części. Część I to trójkąt przy CC, a trapezy to różnice kolejnych trójkątów:

PI=5,PII=20−5=15,PIII=45−20=25.P_{\text{I}} = 5, \qquad P_{\text{II}} = 20 - 5 = 15, \qquad P_{\text{III}} = 45 - 20 = 25.

Kontrola: 5+15+25=455 + 15 + 25 = 45.

Krok 5. Skąd stosunek 1 : 3 : 5? Trójkąty przy CC mają pola w stosunku 12:22:32=1:4:91^2 : 2^2 : 3^2 = 1 : 4 : 9, a kolejne części to różnice: 11, 4−1=34 - 1 = 3, 9−4=59 - 4 = 5 - kolejne liczby nieparzyste.

Uwaga. Równe odcinki na boku nie dają równych pól. Odpowiedź „po 1515” to typowy błąd - pola rosną w miarę oddalania się od wierzchołka CC, bo pasy są coraz szersze.

Odpowiedź. PI=5P_{\text{I}} = 5, PII=15P_{\text{II}} = 15, PIII=25P_{\text{III}} = 25.