Triangolo inscritto semicirconferenza. Calcolare rapporto AT/TD

Es.333 pag.893

[su_note note_color=”#faff66″ text_color=”#1416bc”]È data una semicirconferenza di diametro AB=2r. Inscrivi in essa il triangolo ABC e traccia la bisettrice dell’angolo CAB che interseca la circonferenza in D e il lato CB in T. Indicato con 2x l’angolo CAB, studia, al variare di x il rapporto y=AT/TD, rappresenta la funzione ottenuta e calcola per quale valore di x tale rapporto è 1.[/su_note]

Es333pag893Per il teorema della corda possiamo scrivere che:
AC=2r\cdot sen\widehat{B}

sen\widehat{B}=sen(180^\circ-90^\circ-2x)=sen(90-2x)=cos2x per cui possiamo scrivere:

AC=2r\cdot cos2x

Considero ora il triangolo ACT anch’esso rettangolo e calcolo AC
AC=AT\cdot cosx da cui

AT=\frac{AC}{cosx}  sostituiamo AC trovato in precedenza ottenendo:

AT=\frac{2r\cdot cos2x}{cosx}

Considero ora il triangolo ADB rettangolo in D per cui, sempre per il teorema della corda, posso scrivere:
AD=2r\cdot senD\widehat{B}A  ma

D\widehat{B}A=90^\circ-x  da cui otteniamo che:

sen(90^\circ-x)=cosx  per cui sostituendo avremo:

AD=2r\cdot cosx

Calcoliamo ora
TD=AD-AT=2r\cdot cosx-\frac{2r\cdot cos2x}{cosx}=

\frac{2r\cdot cos^2x-2r\cdot cos2x}{cosx}=

\frac{2r(cos^2x-cos2x)}{cosx}=

Scriviamo ora la funzione y=AT/TD
y=\frac{AT}{TD}=\frac{\frac{2r\cdot cos2x}{cosx}}{\frac{2r(cos^2x-cos2x)}{cosx}}

y=\frac{2r\cdot cos2x}{cosx}\cdot \frac{cosx}{2r(cos^2x-cos2x)}

y=\frac{cos2x}{cos^2x-cos2x}
dalle formule di duplicazione abbiamo che

cos2x=cos^2x-sen^2x  per cui sostituendo nella precedente avremo:

y=\frac{cos^2x-sen^2x}{cos^2x-cos^2x+sen^2x}

y=\frac{cos^2x-sen^2x}{sen^2x}

sostutuiamo a cos^2x=1-sen^2x  ottenendo:

y=\frac{1-sen^2x-sen^2x}{sen^2x}

y=\frac{1-2sen^2x}{sen^2x}

y=\frac{1}{sen^2x}-2

per y=1 avremo
1=\frac{1}{sen^2x}-2

\frac{1}{sen^2x}=3

sen^2x=\frac{1}{3}

senx_{1/2}=\pm\frac{1}{\sqrt3}=\pm\frac{\sqrt3}{3}

dei due risultati dobbiamo eliminare quello negativo in quanto l’angolo il cui seno è negativo è compreso nel III e IV quadrante cioè tra 270° e 360°, impossibile dovendo essere la somma degli angoli interni del triangolo di 180°.

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