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[Risolto] Problema con incognite

  

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Un filo lungo 1 m viene diviso in due parti. Con la prima parte, di lunghezza x, si forma un triangolo equilatero. Con la seconda un quadrato. Determina per quali di x il quadrato, rispetto al triangolo, ha perimetro minore ma area maggiore.

 

Io ho provato a impostare un sistema scrivendo x+y=1 ma poi non trovavo la seconda equazione.

Poi ne ho impostato un altro scrivendo 3x<4y e x*x/2>y*y ma anche questo non mi porta a nessuna conclusione. Mi scuso se ho spiegato male, ma non riesco proprio a capirlo

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Chiamo con x la parte relativa alla formazione di un triangolo equilatero e quindi il suo perimetro; ne consegue che 1-x sarà la parte relativa alla formazione del quadrato e quindi il suo perimetro.

Quindi deve risultare:

{1 - x < x         (perimetro quadrato< perimetro triangolo)

{(1/4·(1 - x))^2 > 1/2·(x/3)·(√3/2·(x/3))     (area quadrato > area triangolo equilatero)

Quindi risolvere un sistema di disequazioni di secondo grado

x > 1/2 è la soluzione della prima disequazione (x>0.5 m)

Facendo attenzione ai calcoli risolviamo la seconda

x^2/16 - x/8 + 1/16 > √3·x^2/36

9·x^2 - 18·x + 9 > 4·√3·x^2

x^2·(9 - 4·√3) - 18·x + 9 > 0

controlliamo il delta quarti:

Δ/4 = 9^2 - 9·(9 - 4·√3) = 36·√3 >0

equazione associata:

x^2·(9 - 4·√3) - 18·x + 9 = 0

che fornisce soluzioni distinte:

X1= (9 - (36·√3)^(1/2))/(9 - 4·√3) = 0.533 m

X2= (9 + (36·√3)^(1/2))/(9 - 4·√3) = 8.155 m (ovviamente da scartare!)

Quindi disequazione di secondo grado valori esterni!

{x > 0.5

{x < 0.533 ∨ x > 8.155 ovviamente si deve scartare

Soluzione del problema:

0.5 m < x < 0.533 m

 



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la tabella sottostante

image

mostra come  0,4462 rappresenti il minimo valore di X per il quale la superficie del quadrato è > di quella del triangolo 

 



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DEFINIZIONI
Il triangolo equilatero ha perimetro x, lato x/3, area (√3/4)*(x/3)^2.
Il quadrato ha perimetro 1 - x, lato (1 - x)/4, area (1 - x)^2/16.
CONDIZIONI
* "il quadrato, rispetto al triangolo, ha perimetro minore" ≡ 1 - x < x
* "il quadrato, rispetto al triangolo, ha area maggiore" ≡ (1 - x)^2/16 > (√3/4)*(x/3)^2
SISTEMA
* (1 - x < x) & ((1 - x)^2/16 > (√3/4)*(x/3)^2)
Mentre "1 - x < x" si risolve per ispezione (x > 1/2), per la seconda serve qualche semplificazione preliminare
* (1 - x)^2/16 > (√3/4)*(x/3)^2 ≡
≡ x^2 - 2*x + 1 > (4*√3/9)*x^2 ≡
≡ (1 - 4*√3/9)*x^2 - 2*x + 1 > 0 ≡
≡ (x < 3/(3 + 2*√(√3)) ~= 0.53 > 1/2) oppure (x > 3/(3 - 2*√(√3)) ~= 8.155 > 1/2)
Quindi
* (1 - x < x) & ((1 - x)^2/16 > (√3/4)*(x/3)^2) ≡
≡ (x > 1/2) & ((x < 3/(3 + 2*√(√3)) ~= 0.53 > 1/2) oppure (x > 3/(3 - 2*√(√3)) ~= 8.155 > 1/2)) ≡
≡ (x > 1/2) & (x < 3/(3 + 2*√(√3)) ~= 0.53 > 1/2) oppure (x > 1/2) & (x > 3/(3 - 2*√(√3)) ~= 8.155 > 1/2) ≡
≡ (1/2 < x < 3/(3 + 2*√(√3)) ~= 0.53 > 1/2) oppure (x > 3/(3 - 2*√(√3)) ~= 8.155 > 1/2) ≡
≡ (1/2 < x < 3/(3 + 2*√(√3))) oppure (x > 3/(3 - 2*√(√3)))



Risposta
SOS Matematica

4.6
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