Найти геометрическое место точек, сумма квадратов расстояний от которых до вершин равностороннего треугольника равна квадрату периметра этого треугольника
Найти геометрическое место точек, сумма квадратов расстояний от которых до вершин равностороннего треугольника равна квадрату периметра этого треугольника
Ответ(ы) на вопрос:
Гость
Раз надо найти ГМТ - а это какая-то линия - значит надо найти уравнение этой линии.
Координатный метод.
Имеем правильный треугольник АВС. Пусть вершина А этого треугольника будет началом координат.
Дано: АМ²+ВМ²+СМ²=(3а)²=9а², где а - сторона треугольника.
Пусть дана точка М(Х;Y).
Тогда имеем:
Координаты вектора АМ{X-Xa;Y-Ya}, модуль |AM|=√[(X-Xa)²+(Y-Ya)²].
Координаты вектора BМ{X-Xb;Y-Yb}, модуль |BM|=√[(X-Xb)²+(Y-Yb)²].
Координаты вектора CМ{X-Xc;Y-Yc}, модуль |CM|=√[(X-Xc)²+(Y-Yc)²].
Итак, (X-Xa)²+(Y-Ya)²+(X-Xb)²+(Y-Yb)²+(X-Xc)²+(Y-Yc)²=9а². Или
(X-0)²+(Y-0)²+(X-а/2)²+(Y-(√3/2)а)²+(X-а)²+(Y-0)²=9а².
Раскроем скобки:
X²+Y²+X²-aX+a²/4+Y²-√3*aY+(3/4)a²+X²-2aX+a²+Y²=9a².
3X²+3Y²-3aX+2a²-√3*aY=9a².
X²+Y²-aX+(2/3)a²-(√3/3)*aY=3a².
X²+Y²-aX-(√3/3)*aY=(7/3)a².
(X²-aX+(1/4)a²)+(Y²-(√3/3)*aY)-(1/4)a²=(7/3)a².
(X-(1/2)a)²+(Y²-(√3/3)*aY+(√3/6)²*a²)-(1/4)a²-(1/12)a²=(7/3)a².
(X-(1/2)a)²+(Y-(√3/6)*a)-(1/4)a²-(1/12)a²=(7/3)a².
(X-(1/2)a)²+(Y-(√3/6)*a)²=(1/4)a²+(1/12)a²+(7/3)a²=(8/3)a².
(X-(1/2)a)²+(Y-(√3/6)*a)²=(8/3)a².
То есть искомое ГМТ - это окружность с центром в точке О((1/2)a;(√3/6)a) радиуса R=√((8/3)a²)=(2√2/√3)*а. Или R=(2√6/3)а. Где а - сторона треугольника.
Ответ: искомое ГМТ является окружностью с центром О, совпадающим с центром данного нам треугольника и радиусом, равным R=(2√6/3)а.
Где а - сторона треугольника.
P.S. Заметим, что найденная точка О((1/2)a;(√3/6)a) лежит в центре треугольника, так как в правильном треугольнике высота равна h=(√3/2)*a и делится центром треугольника в отношении 2:1, считая от вершины. Значит центр треугольника лежит на расстоянии (1/3)*(√3/2)*a или (√3/6)*a. А это координата Y точки О.
Таким образом, расположив начало координат изначально в центр треугольника, мы бы облегчили арифметику вычислений.
Не нашли ответ?
Похожие вопросы