Cómo dividir un triángulo 13-14-15 en dos polígonos con igual área usando una línea perpendicular al lado de la longitud 14

Primero caracterice las otras dimensiones del triángulo. Sumerja un CD perpendicular desde el vértice hasta la base, el lado de la longitud 14. Esto divide el triángulo en dos triángulos en ángulo recto. Deje que la longitud AD sea x

Por Pitágoras: 15 ^ 2 – x ^ 2 = (longitud CD) ^ 2 = 13 ^ 2 – (14 –x) ^ 2.

Esto ni siquiera es cuadrático, ya que los términos x ^ 2 se cancelan. La solución es x = 9 y CD = 12.

Entonces, ambos triángulos rectángulos son triples pitagóricos clásicos: 9,12,15 (equivalente a 3,4,5) y 5,12,13.

El área de cada triángulo es base x altura / 2. Entonces, el área del triángulo entero = 14 x12 / 2 = 84 unidades cuadradas. Para los triángulos más pequeños, obviamente 9 x 12/2> 5 x 12/2, entonces la perpendicular que divide el triángulo grande por la mitad (EF) estará a la izquierda del CD.

Entonces, todo lo que tiene que hacer es asegurarse de que el área del triángulo AEF = la mitad del área del triángulo grande = 42 unidades cuadradas.

Si AF = y entonces por la proporción similar de los triángulos rectángulos ACD y AEF, EF = 4y / 3

Área del triángulo AEF = media base x altura = 4y ^ 2/3 × 2. Entonces 2y ^ 2/3 = 42. Entonces y ^ 2 = 63.

Obviamente, y es positivo, por lo que es sqrt 63 aproximadamente = 7.93725.

Siguiendo el Diagrama de Anirban y la respuesta

desde PQ = 13 y PT = 12, entonces TQ = 5 (Pitágoras)

y entonces TR = 9, Área (PTR) = 54, Área (SUR) = 42

la relación de área es 42/54 = 7/9

relación de longitud (k) = sqrt (7/9) UR = k.TR = 9k = 3sqrt (7),

Construiría esa longitud usando un triángulo equilátero del lado 6. la perpendicular es 3sqrt (3). extienda la línea de base para dar un triángulo rectángulo con lados perpendiculares = 6 y 3sqrt (3), la hipotenusa es 3sqrt (7) la longitud requerida de UR

Aquí está el trato. Un triángulo es un polígono . Solo dibuja la mediana y listo.

Actualización : OP dejó el siguiente comentario en mi respuesta:

Gracias por responder. Pero el segmento requerido para cortar el triángulo 13-14-15 debe ser perpendicular al lado con una longitud de 14.

Esto cambia el significado del problema por completo y la solución ya no es trivial. Aquí está la solución actualizada.

Primero construimos [math] \ bigtriangleup PQR [/ math] con las longitudes laterales dadas, como a continuación. Deje que las regiones azul y marrón encierren áreas iguales.

Está claro que el área de [math] \ bigtriangleup PQR [/ math] es [math] 84 [/ math], lo que significa que [math] PT = 12 [/ math]. Eso significa que el área de [math] \ bigtriangleup UST [/ math] es [math] 42 [/ math]. Necesitamos determinar la longitud [matemática] UR ​​[/ matemática] geométricamente . Para hacerlo, dibujamos el siguiente diagrama auxiliar:

Aquí, [math] AB [/ math] es el diámetro del círculo y tiene una longitud [math] 6 [/ math]. [matemática] C [/ matemática] se elige de modo que [matemática] BC = TR [/ matemática]. El punto [matemática] D [/ matemática] es donde se encuentra una tangente al círculo dibujado desde el punto [matemática] C [/ matemática].

El segmento de línea [matemática] BE = 7 [/ matemática], por construcción. [matemáticas] EF [/ matemáticas] es una tangente al círculo. Se puede ver que la longitud [matemática] EF = \ sqrt {42} [/ matemática].

Encuentre el punto [matemática] C ‘[/ matemática] en [matemática] CD [/ matemática] tal que [matemática] C’D = EF [/ matemática]. Dibuje una línea [matemática] A’C ‘[/ matemática] paralela a [matemática] AC [/ matemática]. Entonces, la longitud [matemática] B’C [/ matemática] ‘será igual a la longitud [matemática] UR ​​[/ matemática] que buscamos.

Sobre la base del diagrama de Anirban y su solución, PT = 12, pero tomando una bifurcación diferente, entonces RT = 9 (teorema de Pitágoras) y el área del triángulo RTP es 54.

Necesitamos un triángulo similar cuya área sea 42, y las longitudes deben estar en la razón de la raíz cuadrada de la razón del área,

RU / RT = sqrt (42/54) que se simplifica a sqrt (7) / 3

como RT es 9, RU es 3 * sqrt (7) aproximadamente 7.937