AB es una línea recta. La fracción del rectángulo grande sombreado es 12/25. ¿Cuál es la razón de a: b?

Aquí hay una solución para aquellos de ustedes que aborrecen o sienten náuseas al ver la trigonometría de la escuela secundaria y la fórmula cuadrática.

Aquí está la figura con algunas etiquetas más:

El problema indica que la parte del rectángulo grande sombreado es 25/12. Esta es nuestra única pista en nuestra búsqueda para encontrar la proporción áurea [matemática] a: b [/ matemática]. Para aquellos de ustedes en la escuela secundaria que comienzan a resolver problemas de este tipo, comenzaré traduciendo la primera oración de este párrafo al lenguaje matemático. La palabra “de” generalmente indica multiplicar y la “parte” en la oración se refiere al 25/12. Por lo tanto, lo que realmente nos dicen es que 12/25 del área del rectángulo grande es el área de la región sombreada. Entonces,

[matemáticas] \ dfrac {12} {25} [/ matemáticas] [matemáticas] (a + b) (c + d) = ad + bc [/ matemáticas]

[matemática] .48 [/ matemática] [matemática] (ac + ad + bc + bd) [/ matemática] = [matemática] a \ cdot d + b \ cdot c [/ matemática] [Usé la propiedad distributiva dos veces para multiplicar dos binomios]

[matemática] .48 [/ matemática] [matemática] ac [/ matemática] + [matemática] .48 [/ matemática] [matemática] ad [/ matemática] + [matemática] .48 [/ matemática] [matemática] bc [ / matemáticas] + [matemáticas] .48 [/ matemáticas] [matemáticas] bd [/ matemáticas] = [matemáticas] ad + bc [/ matemáticas]

[matemática] .48 [/ matemática] [matemática] ac [/ matemática] + [matemática] .48 [/ matemática] [matemática] bd [/ matemática] = [matemática] .52 [/ matemática] [matemática] ad [ / math] + [math] .52 [/ math] [math] bc [/ math] [Combiné términos similares]

[matemática] 12 [/ matemática] [matemática] ac [/ matemática] + [matemática] 12 [/ matemática] [matemática] bd [/ matemática] = [matemática] 13 [/ matemática] [matemática] ad [/ matemática] + [matemática] 13 [/ matemática] [matemática] bc [/ matemática] [ya que no soy muy aficionado a los decimales, dividí ambos lados por 0.04]

En este punto, probablemente estés como “¿a dónde vamos con todo esto?” Y, a decir verdad, cuando trabajé por primera vez en el problema, no lo sabía. Todo lo que hice fue tomar la única pista que me dieron y ver hasta dónde puedo llegar. Entonces, en este punto, debe volver al problema para recordar lo que se le pide que encuentre. Y, lo que se le pide que encuentre es [matemática] a: b [/ matemática] o [matemática] \ frac {a} {b} [/ matemática]. En la ecuación con la que termino, hay [math] c [/ math] ‘s y [math] d [/ math]’ s además de [math] a [/ math] ‘sy [math] b [/matemáticas. Necesito deshacerme de estas [matemáticas] c [/ matemáticas] y [matemáticas] d [/ matemáticas] de alguna manera antes de comenzar a pensar en cómo obtener esas [matemáticas] a [/ matemáticas] en numeradores y [math] b [/ math] ‘s en denominadores. Entonces, decidí tratar de deshacerme de las [matemáticas] c [/ matemáticas].

[matemática] 12 a [/ matemática] + [matemática] 12 [/ matemática] [matemática] b \ cdot \ dfrac {d} {c} [/ matemática] = [matemática] 13 [/ matemática] [matemática] a \ cdot \ dfrac {d} {c} + 13 b [/ math] [multiplicado ambos lados por [math] \ frac {1} {c} [/ math]]

Como esto no funcionó, renuncié a los [math] c [/ math] ‘s y decidí poner de alguna manera [math] b [/ math]’ en denominadores.

[matemáticas] 12 \ cdot \ dfrac {a} {b} + 12 \ cdot \ dfrac {d} {c} [/ math] = [matemáticas] 13 \ cdot \ dfrac {a} {b} \ cdot \ dfrac { d} {c} + 13 [/ matemática] [dividí ambos lados por b o multipliqué ambos lados por [matemática] \ frac {1} {b} [/ matemática]]

¡Ahora mira quién aparece! -la [matemática] \ frac {a} {b} [/ matemática] que necesito encontrar. Lo único que se interpone en nuestro camino es [math] \ frac {d} {c} [/ math]. Si esa [matemática] \ frac {d} {c} [/ matemática] no estuviera allí, todo lo que tendríamos que hacer es resolver [matemática] \ frac {a} {b} [/ matemática] y estamos en nuestro camino a casa. Tan cerca, y sin embargo …

tiempo de espera :

Necesitamos encontrar otra relación entre [matemáticas] a [/ matemáticas], [matemáticas] b [/ matemáticas], [matemáticas] c [/ matemáticas], y [matemáticas] d [/ matemáticas]. Sugerencia: Mire [math] \ bigtriangleup ABC [/ math] y [math] \ bigtriangleup ADE [/ math]. ¿Qué puedes decir sobre estos triángulos? Si, son similares. Por lo tanto, sus lados son proporcionales. Entonces,

[matemáticas] \ dfrac {a} {a + b} [/ matemáticas] = [matemáticas] \ dfrac {c} {c + d} [/ matemáticas]

[matemáticas] a (c + d) [/ matemáticas] = [matemáticas] c (a + b) [/ matemáticas] [multiplicación cruzada]

[math] ac + ad [/ math] = [math] ac + bc [/ math]

[matemáticas] {\ color {rojo} a \ color {rojo} d} = {\ color {rojo} b \ color {rojo} c} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ color {rojo} {\ dfrac {a} {b}} [/ matemáticas] = [matemáticas] \ color {rojo} {\ dfrac {c} {d}} [/ matemáticas] o [matemáticas] \ dfrac {b} {a} = \ dfrac {d} {c} [/ math] Usaré esto para eliminar [math] \ frac {d} {c} [/ math] en nuestra ecuación.

tiempo de espera terminado

Nos quedamos en

[matemáticas] 12 \ cdot \ dfrac {a} {b} + 12 \ cdot \ dfrac {d} {c} [/ math] = [matemáticas] 13 \ cdot \ dfrac {a} {b} \ cdot \ dfrac { d} {c} + 13 [/ matemáticas]

[matemáticas] 12 \ cdot \ dfrac {a} {b} + 12 \ cdot \ dfrac {b} {a} [/ math] = [matemáticas] 13 \ cdot \ dfrac {a} {b} \ cdot \ dfrac { b} {a} + 13 [/ matemática] [Reemplacé la [matemática] \ frac {d} {c} [/ matemática] con [matemática] \ frac {b} {a} [/ matemática]]

[matemáticas] 12 (\ dfrac {a} {b} + \ dfrac {b} {a}) [/ matemáticas] = [matemáticas] 26 [/ matemáticas]

[matemáticas] \ dfrac {a} {b} + \ dfrac {b} {a} [/ matemáticas] = [matemáticas] \ dfrac {26} {12} [/ matemáticas] = [matemáticas] \ dfrac {13} { 6} [/ matemáticas]

[matemática] \ dfrac {a ^ 2 + b ^ 2} {a \ cdot b} [/ matemática] = [matemática] \ dfrac {13} {6} [/ matemática] [Aquí es donde puede usar la suposición y verifique el método para determinar qué [matemática] a [/ matemática] y [matemática] b [/ matemática] podrían ser. Entonces, si observa la fracción de la izquierda con cuidado, necesita encontrar factores de 6 de modo que la suma de sus cuadrados sea 13. Y, sí, lo adivinó, a = 2 y b = 3 o a = 3 y b = 2.]

Respuesta final

[matemática] a: b [/ matemática] o [matemática] \ dfrac {a} {b} [/ matemática] = [matemática] \ dfrac {3} {2} [/ matemática] o [matemática] \ dfrac {2 } {3} [/ matemáticas].

Hola, he editado un poco la imagen nombrando algunos puntos y segmentos de línea.

El área total de la región sombreada resulta ser [matemática] ay + bx [/ matemática] mientras que el área total del rectángulo es [matemática] (a + b) (x + y) [/ matemática]

De la condición dada que obtenemos,

[math] \ dfrac {ay + bx} {ax + by + ay + bx} = \ dfrac {12} {25} [/ math] que en la simplificación da

[matemática] 13 (ay + bx) = 12 (ax + by) [/ matemática] [matemática] ——— [/ matemática] [matemática] ([/ matemática] [matemática] eq1) [/ matemática].

Ahora se puede ver fácilmente que [matemáticas] \ angle {ABC} = \ angle {BAD} = \ theta [/ math].

Entonces, [math] tan \ theta = \ dfrac {y} {b} = \ dfrac {x} {a} [/ math]

Ahora sustituya [math] y = \ dfrac {bx} {a} [/ math] en [math] eq1 [/ math].

Después de cierta simplificación, obtenemos [matemáticas] 6a ^ 2 – 13ab + 6b ^ 2 = 0 [/ matemáticas] que puede modificarse fácilmente en la ecuación cuadrática en [matemáticas] \ dfrac {a} {b}: [/ matemáticas]

[matemáticas] 6 (\ dfrac {a} {b}) ^ 2 – 13 \ dfrac {a} {b} + 6 = 0. [/ matemáticas] que al simplificar obtenemos

[matemáticas] \ dfrac {a} {b} = \ dfrac {3} {2} [/ matemáticas] [matemáticas] o [/ matemáticas] [matemáticas] \ dfrac {2} {3} [/ matemáticas]

Si se pregunta acerca de dos valores posibles de [math] \ dfrac {a} {b}, [/ math] se debe a dos posibilidades de sombreado que dan la razón [math] \ dfrac {12} {25} [/ matemáticas]

No puedo responder por la exactitud de mi respuesta, pero este es mi razonamiento:

Sea [math] \ theta [/ math] el ángulo que forma la línea AB con la vertical.

Entonces, la longitud del rectángulo grande es [matemática] (a + b) \ tan {\ theta} [/ matemática] y su área es [matemática] (a + b) ^ 2 \ tan {\ theta} [/ matemática]

Del mismo modo, las áreas de los dos rectángulos sin sombrear son [matemáticas] a ^ 2 \ tan {\ theta} [/ matemáticas] y [matemáticas] b ^ 2 \ tan {\ theta} [/ matemáticas]

Entonces, el área sombreada es [matemáticas] (a + b) ^ 2 \ tan {\ theta} -a ^ 2 \ tan {\ theta} -b ^ 2 \ tan {\ theta} = 2ab \ tan {\ theta} [ /matemáticas]

Entonces, [math] (a + b) ^ 2 \ tan {\ theta} = \ frac {25} {12} \ times2ab \ tan {\ theta} [/ math]

[matemáticas] a ^ 2 + 2ab + b ^ 2 = \ frac {25} {6} ab [/ matemáticas]

[matemáticas] a ^ 2 – \ frac {13} {6} ab + b ^ 2 = 0 [/ matemáticas]

[matemáticas] 6a ^ 2 – 13ab + 6b ^ 2 = 0 [/ matemáticas]

[matemáticas] (3a-2b) (2a-3b) = 0 [/ matemáticas]

Entonces, las proporciones de [matemáticas] a: b [/ matemáticas] son ​​[matemáticas] 3: 2 [/ matemáticas] o [matemáticas] 2: 3 [/ matemáticas]

las longitudes en el otro lado son ra y rb

pero de hecho, la relación arbitraria r desaparece en la relación

entonces tenemos 2arb / r (a + b) ^ 2 = 25/12

así 50ab = 12a ^ 2 + 24ab +12

de la cual por la fórmula cuadrática

a / b = 3/2 o 2/3