Задано Вершини трикутника ABC A(-5,1), B(3,-2), C(3,4).
Знайти:
1) Координати описаного кола. Это задание надо, скорее всего, понимать так: найти уравнение окружности, описанной около треугольника АВС.
Для этого надо определить координаты центра этой окружности и найти её радиус.
Решение возможно по нескольким вариантам.
Вот один из них.
Центр описанной окружности находится как точка пересечения серединных перпендикуляров сторон треугольника.
Есть формула, по которой сразу определяется уравнение серединного перпендикуляра по координатам вершин:
(x_1-x_2 )(x-(x_1+x_2)/2)+(y_1-y_2 )(y-(y_1+y_2)/2)=0.
Находим уравнение серединного перпендикуляра к стороне АВ.
Подставим координаты вершин А и В.
(-5-3)(x – ((-5+3)/2) + (1-(-2))(y – (1+(-2))/2) = 0,
-8(x + 1) + 3(y + (1/2)) = 0,
-8x – 8 + 3y + (3/2) = 0, умножим на (-2) и получаем уравнение:
16х – 6у + 13 = 0.
Второй перпендикуляр определяется просто, так как сторона ВС, имеющая точки с одинаковыми абсциссами, - это вертикальный отрезок прямой х = 3 между ординатами у = -2 и у = 4.
Середина её равна у = (-2+4)/2 = 1.
Значит, серединный перпендикуляр к стороне ВС – это горизонтальная прямая у = 1.
Находим их точку пересечения, подставив в уравнение первой прямой значение у = 1:
16х – 6*1 + 13 = 0, отсюда х = -7/16.
Получены координаты центра описанной окружности: О((-7/16); 1).
Далее надо найти радиус окружности.
Он равен расстоянию от центра окружности до любой вершины.
Находим R = OA = √((-5-(-7/16))² + (1-1)²) = 73/16 = 4,5625.
ответ: уравнение окружности (x + (7/16))² + (y – 1)² = (73/16)².
2) косинус кута BAC.
Находим векторы АВ и АС.
AB = {Bx - Ax; By - Ay} = {3 – (-5); -2 - 1} = {8; -3},
AC = {Cx - Ax; Cy - Ay} = {3 – (-5); 4 - 1} = {8; 3}.
Модули векторов равны:
|AB| = √(ABx2 + ABy2) = √(82 + (-3)2) = √(64 + 9) = √73,
|AC| = √(ACx2 + ACy2) = √(82 + 32) = √64 + 9 = √73.
ответ: cos(AB_AC) = (8*8 + (-3)*3)/(√73*√73) = 55/73 ≈ 0,7534.
Угол А равен 0,7175 радиан или 41,1121 градуса.
3) Координати точки D, яка ділить відрізок BC у відношенні до 2:3.
Для этого задания применяется формула:
x(D)=(x(B) + λ*x(C))/(1 + λ), где λ – отношение длин отрезков.
Получаем: x(D)=(3 + (2/3)*3)/(1 + (2/3)) = 3.
y(D)=(-2 + (2/3)*4)/(1 + (2/3)) = 2/5 = 0,4.
ответ: точка D(3; 0,4).
Найдем ОР.
По Пифагору отрезок В1D1 = √2 - это диагональ квадрата А1В1С1В1.
Тогда ОВ1= √2/2, так как диагонали квадрата в точке пересечения делятся пополам.
В прямоугольном треугольнике ВВ1О Отрезок ОР является высотой, опущенной из прямого угла О на гипотенузу В1Q и по свойству этой высоты OP=(ОВ1*ОQ)/В1Q. По Пифагору из треугольника ВВ1Q: В1Q= √(BQ²+ВВ1²)=√(3/2) = √3/√2.
Тогда ОР=(√2/2)*1/(√3/√2) = (√2/2)*1*(√2/√3) = 2/(2√3) = 1/√3 = √3/3.
ответ: расстояние от С1 до плоскости АВ1С равно √3/3.