Determina i vertici del quadrato conoscendo gli estremi della diagonale

Es. 130 pag. 199

Determina i vertici del quadrato che ha come diagonale il segmento di estremi P(1; –3) e R(–5; 1).

Due dei vertici del quadrato corrispondono agli estremi della diagonale e quindi coincidono con P ed R per cui dobbiamo calcolare gli altri due che chiameremo S e T che si trovano sulla retta perpendicolare a PR e passante per il suo punto medio M.

Calcoliamo le coordinate del punto medio:

(x_M;\;\;\;y_M) = \(\frac{x_P+x_R}{2};\;\;\;\frac{y_P+y_R}{2}\)

(x_M;\;\;\;y_M) = \(\frac{1-5}{2};\;\;\;\frac{-3+1}{2}\)

M\(-2;\;\;\;-1\)

Calcoliamo il coefficiente angolare m della retta PR conoscendo le coordinate di due punti:

m=\frac{y_R-y_P}{x_R-x_P}

m=\frac{1+3}{-5-1}

m=-\frac{4}{6}=-\frac{2}{3}

Il coefficiente angolare della retta ST sarà l’antireciproco di quello di PR per cui:

m'=-\frac{1}{-\frac{2}{3}}=\frac{3}{2}

Scriviamo ora l’equazione della retta ST conoscendone un punto (M) e il coefficiente angolare m’:

y-y_M=m'(x-x_M)

y+1=\frac{3}{2}(x+2)

y=\frac{3}{2}x+3-1

y=\frac{3}{2}x+2

Dall’equazione precedente deduciamo che gli altri due vertici del quadrato avranno coordinate: \(x\;;\;\;\frac{3}{2}x+2\)

Calcoliamo ora la distanza di P ed R dal punto medio M:

\overline{PM}=\overline{RM} = \sqrt{(x_M-x_P)^2+(y_M-y_P)^2}

\overline{PM}=\overline{RM} = \sqrt{(1+2)^2+(-3+1)^2}

\overline{PM}=\overline{RM} = \sqrt{9+4}= \sqrt{13}

Anche la distanza degli altri due vertici S e T dal punto medio M sarà SM=TM = \sqrt{13} per cui posso trovare :

\overline{SM}=\overline{TM} = \sqrt{(x_M-x_S)^2+(y_M-y_S)^2}

\sqrt{(x+2)^2+(\frac{3}{2}x+2+1)^2}= \sqrt{13} eleviamo al quadrato ambo i membri:

(x+2)^2+(\frac{3}{2}x+3)^2}= 13

x^2+4x+4+\frac{9}{4}x^2+9x+9= 13

x^2+\frac{9}{4}x^2+4x+9x+4+9-13=0

\frac{13}{4}x^2+13x=0  moltiplico ambo i membri per 4 e divido tutto per 13 ottenendo:

x^2+4x=0

x(x+4)=0  per cui i valori che soddisfano l’equazione sono x_1=0\;;\;\;x_2=-4

sostituendo nelle coordinate generiche dei punto S e T  \(x\;;\;\;\frac{3}{2}x+2\) avremo:

per x=0y=2  → S(0; 2)

per x=–4y=–4 → T(–4; –4)

Nota: gli esercizi sono tratti dal libro Matematica Blu 2.0 vol 3 – Zanichelli Editore

 

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