Las coordenadas de los vértices B y C son (2,0) y (8,0) respectivamente. El vértice A continúa de tal manera que 4tan (A / 2) tan (C / 2) = 1. ¿Cuál es el lugar geométrico de A?

Deje que [matemáticas] A, B [/ matemáticas] y [matemáticas] C [/ matemáticas] sean vértices de [matemáticas] \ triángulo ABC. [/ Matemáticas]

Deje que las longitudes de los lados [matemática] BC, AC [/ matemática] y [matemática] AB [/ matemática] sean [matemática] a, b [/ matemática] y [matemática] c [/ matemática].

Las coordenadas de los puntos B y C son [matemáticas] (2,0) [/ matemáticas] y [matemáticas] (8,0). [/ Matemáticas]

[math] \ Rightarrow \ qquad a = 8-2 = 6 [/ math] unidades.

Deje que las coordenadas del punto [matemáticas] A [/ matemáticas] sean [matemáticas] (x, y) [/ matemáticas].

[matemática] \ Rightarrow \ qquad b = \ sqrt {(x-2) ^ 2 + y ^ 2} \ qquad [/ math] y [math] \ qquad c = \ sqrt {(x-8) ^ 2 + y ^ 2}. [/ Matemáticas]

Por las fórmulas de medio ángulo, sabemos que

[matemáticas] \ tan \ frac {A} {2} = \ sqrt {\ frac {(sb) (sc)} {s (sa)}} \ qquad [/ math] y [math] \ qquad \ tan \ frac {C} {2} = \ sqrt {\ frac {(sa) (sb)} {s (sc)}}. [/ Math]

donde [math] s [/ math] es el semiperímetro [math] = \ frac {a + b + c} {2}. [/ math]

Se da que [matemáticas] 4 \ tan \ frac {A} {2} \ tan \ frac {C} {2} = 1 [/ matemáticas]

[matemáticas] \ Rightarrow \ qquad 4 \ sqrt {\ frac {(sb) (sc)} {s (sa)}} \ sqrt {\ frac {(sa) (sb)} {s (sc)}} = 1 [/matemáticas]

[math] \ Rightarrow \ qquad 4 \ left (\ frac {sb} {s} \ right) = 1 [/ math]

[matemática] \ Rightarrow \ qquad 4s-4b = s \ qquad \ Rightarrow \ qquad 3s-4b = 0 [/ math]

[matemática] \ Rightarrow \ qquad 3 \ left (\ frac {a + b + c} {2} \ right) – 4b = 0 [/ math]

[matemática] \ Rightarrow \ qquad 3a-5b + 3c = 0 [/ matemática]

[math] \ Rightarrow \ qquad 18 – 5 \ sqrt {(x-8) ^ 2 + y ^ 2} + 3 \ sqrt {(x-2) ^ 2 + y ^ 2} = 0. [/ math]

Este es el lugar geométrico del punto [matemáticas] A [/ matemáticas].

Editar: Mi sincero agradecimiento a Shambhu Bhat por señalar el error en la última línea que ahora se ha corregido.