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[Risolto] Limiti

  

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In un triangolo due angoli hanno ampiezze $x$ e $2 x$ e il lato a essi adiacente ha una lunghezza assegnata $l$.
a. Determina l'intervallo di variabilità di $x$, affinché il problema abbia significato.
b. Dopo aver scritto l'espressione analitica della funzione $y=p(x)$, che descrive l'andamento del perimetro del triangolo, calcola i limiti di $p(x)$ per $x$ che tende agli estremi dell'intervallo prima individuato e fornisci una giustificazione geometrica dei risultati ottenuti.
c. Ricordando la formula per il calcolo del raggio del cerchio inscritto in un triangolo, $r=\frac{2 A}{p}$, dove $A$ è l'area $\mathrm{e} p$ il perimetro, scrivi l'espressione analitica della funzione $y=r(x)$ che esprime il raggio del cerchio inscritto nel triangolo considerato; calcola i limiti agli estremi dell'intervallo individuato al punto a. e fornisci una giustificazione geometrica dei risultati ottenuti.
d. Ricordando la formula per il calcolo del raggio del cerchio circoscritto a un triangolo, $R=\frac{a b c}{4 A}$, dove $a, b$ e $c$ sono le misure dei lati e $A$ è l'area, scrivi l'espressione analitica della funzione $y=R(x)$ che esprime il raggio del cerchio circoscritto al triangolo considerato; rispondi anche per questa funzione alle stesse richieste del punto precedente.

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Argomentare e dimostrare.

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Svolgo a, b

 

a) Deve risultare x + 2x + y = pi

ovvero 0 < 3x < pi

0 < x < pi/3 per avere un triangolo non degenere.

b) L'altro angolo misura pi - 3x

per cui per il teorema dei seni

l/sin(3x) = a/sin(x) = b/sin(2x)

e gli altri due lati saranno

a = l sin(x)/sin(3x)

b = l sin(2x)/sin(3x)

e infine

p(x) = l ( 1 + sin(x)/sin(3x) + sin(2x)/sin(3x))

Adesso essendo

sin(3x) = sin(2x + x) = sin 2x cos x + cos 2x sin x =

= 2 sin x cos^2(x) + sin x (cos^2(x) - sin^2(x)) =

= sin x ( 3 cos^2(x) - sin^2(x))

osserviamo che

p(x) = l [ 1 + 1/(3 cos^2(x) - sin^2(x)) + 2 cos x/(3cos^2(x) - sin^2(x)) ]

per cui se x->0 p(x) -> l [ 1 + 1/3 + 2/3 ] = 2l

il triangolo si schiaccia su una sola retta e il segmento l

viene preso due volte

se invece x->pi/3 abbiamo una f.i 0/0

la frazione (1 + 2 cos x)/(3 cos^2(x) - sin^2(x))

diventa (2 cos x + 1 )/(3 cos^2(x) - 1 + cos^2(x)) =

= (2 cos x + 1)/(4 cos^2(x) - 1) = 1/(2 cos x - 1)

e con x-> pi/3 questa frazione, e l'intera p(x) con essa,

tende a +oo. Questo é logico, perché con un angolo di 60°

e uno di 120° le due rette che contengono gli altri due lati

sono parallele e non si incontrano mai. I due lati hanno quindi

lunghezza infinita e così il perimetro.

 

 

 

 



Risposta
SOS Matematica

4.6
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