ΕΥΕΛΠΙΔΩΝ 1970 ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ

Άβαταρ μέλους
parmenides51
Δημοσιεύσεις: 6239
Εγγραφή: Πέμ Απρ 23, 2009 9:13 pm
Τοποθεσία: Πεύκη
Επικοινωνία:

ΕΥΕΛΠΙΔΩΝ 1970 ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ

#1

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από parmenides51 » Πέμ Δεκ 19, 2013 9:42 pm

1. Από το κοινό σημείο \displaystyle{A} δυο εξωτερικά εφαπτόμενων κύκλων \displaystyle{(K)} και \displaystyle{(K' )} κέντρων \displaystyle{K } και \displaystyle{ K'} κι ακτίνων \displaystyle{R} και \displaystyle{R'} αντίστοιχα, όπου \displaystyle{R>R'}, φέρνουμε δυο κάθετες χορδές \displaystyle{AM } και \displaystyle{AM'} , όπου \displaystyle{M} σημείο του κύκλου \displaystyle{(K)} και \displaystyle{(M')} σημείο του κύκλου \displaystyle{(K' )} . Να ορισθεί η θέση των σημείων \displaystyle{M} και \displaystyle{M' } ώστε να είναι \displaystyle{MM'=\lambda} , όπου \displaystyle{\lambda} δοθέν ευθύγραμμο τμήμα.


2. Θεωρούμε κύκλο διαμέτρου \displaystyle{AOB} κι ακτίνας \displaystyle{R}. Έστω \displaystyle{(\delta)} η εφαπτομένη του στο σημείο \displaystyle{B}. Εκατέρωθεν της \displaystyle{AB} φέρνουμε δυο ημιευθείες \displaystyle{Ax} και \displaystyle{Ay} τέτοιες ώστε \displaystyle{\widehat{BAx}=45^o} και \displaystyle{\widehat{BAy}=30^o }.H \displaystyle{Ax} τέμνει την \displaystyle{(\delta) } στο σημείο \displaystyle{\Gamma } και τον κύκλο στο  \displaystyle{E}. H \displaystyle{Ay} τέμνει την \displaystyle{(\delta)} στο σημείο \displaystyle{\Delta} και τον κύκλο στο \displaystyle{H}. Να υπολογισθούν 
α)  οι \displaystyle{A\Gamma,B\Gamma,\Gamma\Delta, AE,AH} και \displaystyle{EH} συναρτήσει του \displaystyle{R} 
β) η γωνία \displaystyle{ \widehat{EZH}} όπου \displaystyle{Z}  το αντιδιαμετρικό σημείο του \displaystyle{E}. 
 
 
<span style="font-size: 150%; line-height: normal"><strong class="text-strong">3.</strong></span> Κανονική πυραμίδα έχει βάση τετράγωνο πλευράς \displaystyle{\alpha} και οι παράπλευρες της έδρες έχουν κλίση προς την βάση ίση με \displaystyle{15^o}$. Να υπολογισθεί ο όγκος και η ολική επιφάνειά της.


Άβαταρ μέλους
george visvikis
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 13273
Εγγραφή: Παρ Νοέμ 01, 2013 9:35 am

Re: ΕΥΕΛΠΙΔΩΝ 1970 ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ

#2

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από george visvikis » Τρί Δεκ 24, 2013 5:40 pm

parmenides51 έγραψε: 2. Θεωρούμε κύκλο διαμέτρου \displaystyle{AOB} κι ακτίνας \displaystyle{R}. Έστω \displaystyle{(\delta)} η εφαπτομένη του στο σημείο \displaystyle{B}. Εκατέρωθεν της \displaystyle{AB} φέρνουμε δυο ημιευθείες \displaystyle{Ax} και \displaystyle{Ay} τέτοιες ώστε \displaystyle{\widehat{BAx}=45^o} και \displaystyle{\widehat{BAy}=30^o }.H \displaystyle{Ax} τέμνει την \displaystyle{(\delta) } στο σημείο \displaystyle{\Gamma } και τον κύκλο στο  \displaystyle{E}. H \displaystyle{Ay} τέμνει την \displaystyle{(\delta)} στο σημείο \displaystyle{\Delta} και τον κύκλο στο \displaystyle{H}. Να υπολογισθούν 
α)  οι \displaystyle{A\Gamma,B\Gamma,\Gamma\Delta, AE,AH} και \displaystyle{EH} συναρτήσει του \displaystyle{R} 
β) η γωνία \displaystyle{ \widehat{EZH}} όπου \displaystyle{Z}  το αντιδιαμετρικό σημείο του \displaystyle{E}.
</div></blockquote>

<div class="inline-attachment"><!-- ia0 -->Ευελπίδων 1970.png<!-- ia0 --></div>

<strong class="text-strong">α)</strong> Το τρίγωνο \displaystyle{{\rm A}{\rm B}\Gamma } είναι ορθογώνιο και ισοσκελές με \displaystyle{{\rm A}{\rm B} = {\rm B}\Gamma = 2R}. 
\displaystyle{{\rm A}{\Gamma ^2} = A{B^2} + B{\Gamma ^2} = 8{R^2} \Leftrightarrow A\Gamma = 2R\sqrt 2 } 
 
Στο ορθογώνιο τρίγωνο B\Delta\displaystyle{A είναι \displaystyle{B\widehat A\Delta  = {30^0} \Leftrightarrow B\Delta  = \frac{{A\Delta }}{2}} και

\displaystyle{AB = 2R = \frac{{A\Delta \sqrt 3 }}{2} \Leftrightarrow A\Delta  = \frac{{4R\sqrt 3 }}{3}}. Οπότε \displaystyle{B\Delta  = \frac{{2R\sqrt 3 }}{3}}.

Άρα, \displaystyle{\Gamma \Delta  = 2R + \frac{{2R\sqrt 3 }}{3} = \frac{R}{3}\left( {6 + 2\sqrt 3 }  
\right)}

\displaystyle{AE = R\sqrt 2 } (ως πλευρά τετραγώνου εγγεγραμμένου στον κύκλο).

Στο ορθογώνιο τρίγωνο HAB είναι \displaystyle{H\widehat AB = {30^0} \Leftrightarrow AH = R\sqrt 3 }

\displaystyle{E\widehat AH = {75^0} \Leftrightarrow E\widehat OH = {150^0}}. Από νόμο συνημιτόνων στο τρίγωνο EOH είναι:

\displaystyle{E{H^2} = 2{R^2} - 2{R^2}\sigma \upsilon \nu 150 = 2{R^2}\left( {1 + \frac{{\sqrt 3 }}{2}} \right) = {R^2}(2 + \sqrt 3 )}. Οπότε EH=}\displaystyle{R\sqrt {2 + \sqrt 3 } } 
 
<strong class="text-strong">β)</strong> \displaystyle{E\widehat ZH = E\widehat AH = {75^0}}$
Συνημμένα
Ευελπίδων 1970.png
Ευελπίδων 1970.png (13.31 KiB) Προβλήθηκε 2902 φορές


ΚΕΦΑΛΟΝΙΤΗΣ
Δημοσιεύσεις: 1290
Εγγραφή: Δευ Δεκ 28, 2009 11:41 pm
Τοποθεσία: Kάπου στο πιο μεγάλο νησί του Ιονίου

Re: ΕΥΕΛΠΙΔΩΝ 1970 ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ

#3

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από ΚΕΦΑΛΟΝΙΤΗΣ » Τετ Σεπ 16, 2015 11:10 am

parmenides51 έγραψε:
3. Κανονική πυραμίδα έχει βάση τετράγωνο πλευράς \displaystyle{\alpha} και οι παράπλευρες της έδρες έχουν κλίση προς την βάση ίση με \displaystyle{15^o}. Να υπολογισθεί ο όγκος και η ολική επιφάνειά της.
To θέμα είναι πολύ απλό , θα το λύσω μόνο και μόνο για να δουν τα παιδιά που παρακολουθούν το forum κάτι από το ξεχασμένο κομμάτι των μαθηματικών που λέγεται Στερεομετρία.
Η λύση που θα γράψω χρησιμοποιεί τριγωνομετρία , συνεπώς δε θα ήταν δεκτή το 1970 σε εξετάσεις γεωμετρίας, δεν πειράζει , υπάρχει και λύση χωρίς τριγωνομετρία...


Θεωρώ γνωστό ότι
\displaystyle cos30^{\circ} =\frac{\sqrt{3}}{2}
Mε χρήση των τύπων
\displaystyle cos2a=2cos^{2}a-1=1-2sin^{2}a

μπορώ εύκολα να βρω ότι

\displaystyle cos15^{\circ} =\frac{\sqrt{2+\sqrt{3}}}{2}

και ότι

\displaystyle sin15^{\circ} =\frac{\sqrt{2-\sqrt{3}}}{2}

και συνεπώς

\displaystyle tan15^{\circ} =\frac{sin15^{\circ}}{cos15^{\circ}}=...=2-\sqrt{3}

O ζητούμενος όγκος είναι ίσος με

\displaystyle V=\frac{1}{3}\cdot a^{2}\cdot \upsilon =\frac{1}{3}\cdot a^{2}\cdot \frac{a}{2}\cdot tan15^{\circ} =\frac{1}{3}\cdot \frac{a}{2}\cdot \left(2-\sqrt{3} \right)a^{2}=\frac{\left(2-\sqrt{3} \right)a^{3}}{6}

Το εμβαδόν της ολικής επιφάνειας είναι ίσο με το εμβαδόν της παράπλευρης επιφάνειας συν το εμβαδόν της βάσης.

E_{B} =a^{2}

\displaystyle E_{\Pi } =\frac{1}{2}4ah=2ah

όπου h το απόστημα της κανονικής τετραγωνικής πυραμίδας , το οποίο και θα υπολογίσω.

\displaystyle cos15^{\circ} =\frac{\frac{a}{2}}{h}\Rightarrow

\displaystyle h=\frac{a}{2cos15^{\circ} }\Rightarrow

\displaystyle h=\frac{a}{\sqrt{2+\sqrt{3}}}\Rightarrow

h=a\sqrt{2-\sqrt{3}}

Συνεπώς
E_{\Pi }=2\sqrt{2-\sqrt{3}}\cdot a^{2}

Τελικά το εμβαδόν της ολικής επιφάνειας είναι ίσο με

E_{B}+E_{\Pi }=a^{2}+2\sqrt{2-\sqrt{3}}\cdot a^{2}=(1+2\sqrt{2-\sqrt{3}})\cdot a^{2}
τελευταία επεξεργασία από ΚΕΦΑΛΟΝΙΤΗΣ σε Τετ Σεπ 16, 2015 3:58 pm, έχει επεξεργασθεί 1 φορά συνολικά.


KDORTSI
Διακεκριμένο Μέλος
Δημοσιεύσεις: 2347
Εγγραφή: Τετ Μαρ 11, 2009 9:26 pm

Re: ΕΥΕΛΠΙΔΩΝ 1970 ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ

#4

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από KDORTSI » Τετ Σεπ 16, 2015 3:33 pm

Τηλέμαχε καλημέρα.
Αναρτώ το σχήμα πουχυ αναφέρεται στην άσκηση αυτή της Στερεομετρίας καθώς μου το ζήτησες.

Ευχαριστώ για τα καλά σου λόγια και θέλω να πω ότι επαλήθευσα με τις δυνατότητες του Cabri3D την
ορθότητα της απάντησής σου.

[attachment=0]Πυραμίδα 2.png[/attachment]
Το σχήμα κατασκευάστηκε με δοθείσα την πλευρά του τετραγώνου της βάσης και με γωνία \displaystyle{15^o}
τη γωνία που σχηματίζουν οι παράπλευρες έδρες με τη βάση.

Να είσαι καλά.

Κώστας Δόρτσιος
Συνημμένα
Πυραμίδα 2.png
Πυραμίδα 2.png (50.72 KiB) Προβλήθηκε 2687 φορές


ΚΕΦΑΛΟΝΙΤΗΣ
Δημοσιεύσεις: 1290
Εγγραφή: Δευ Δεκ 28, 2009 11:41 pm
Τοποθεσία: Kάπου στο πιο μεγάλο νησί του Ιονίου

Re: ΕΥΕΛΠΙΔΩΝ 1970 ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ

#5

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από ΚΕΦΑΛΟΝΙΤΗΣ » Πέμ Σεπ 17, 2015 10:51 am

Nα ευχαριστήσω θερμά τον Κώστα Δόρτσιο για το ό,τι ανταποκρίθηκε στο αίτημα για ένα ωραίο σχήμα , από αυτά που εκείνος ξέρει να φτιάχνει τόσο όμορφα...
Να δω εγώ πότε θα μάθω να κάνω παρόμοια...
Το θέμα , όπως έγραψα , είναι απλό. Τα παιδιά όμως πολλές φορές δεν έχουν ιδέα από την ξεχασμένη Στερεομετρία , έτσι έκρινα ότι αξίζει να γράψω τη λύση.
Υπάρχει και λύση δίχως τριγωνομετρία , αυτό το αφήνω για κάποιον άλλο...


Άβαταρ μέλους
george visvikis
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 13273
Εγγραφή: Παρ Νοέμ 01, 2013 9:35 am

Re: ΕΥΕΛΠΙΔΩΝ 1970 ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ

#6

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από george visvikis » Πέμ Σεπ 17, 2015 2:27 pm

parmenides51 έγραψε: 3. Κανονική πυραμίδα έχει βάση τετράγωνο πλευράς \displaystyle{\alpha} και οι παράπλευρες της έδρες έχουν κλίση προς την βάση ίση με \displaystyle{15^o}. Να υπολογισθεί ο όγκος και η ολική επιφάνειά της.
Τηλέμαχε και Κώστα, Καλό μεσημέρι.

Χωρίς τριγωνομετρία ο υπολογισμός του ύψους v της πυραμίδας. Στο σχήμα O είναι η κορυφή της πυραμίδας M, N τα μέσα δύο απέναντι πλευρών της βάσης και OK=v το ύψος της πυραμίδας.
Ευελπίδων  1970. 3.png
Ευελπίδων 1970. 3.png (7.14 KiB) Προβλήθηκε 2588 φορές
Η μεσοκάθετος της OM τέμνει τη MK στο H και έστω MH=HO=x. Από το ορθογώνιο τρίγωνο OKH με γωνίες (60^0,90^0,30^0) είναι x=2v και από Πυθαγόρειο \displaystyle{HK = \frac{{x\sqrt 3 }}{2}}.

Αλλά, \displaystyle{MH + HK = \frac{a}{2} \Leftrightarrow a = x\left( {2 + \sqrt 3 } \right) \Leftrightarrow x = a\left( {2 - \sqrt 3 } \right) \Leftrightarrow } \boxed{v = \frac{a}{2}\left( {2 - \sqrt 3 } \right)}

Όσο για απόστημα τώρα είναι: \displaystyle{{h^2} = {v^2} + \frac{{{a^2}}}{4} \Leftrightarrow } \boxed{h = a\sqrt {2 - \sqrt 3 } }

Τα υπόλοιπα είναι εφαρμογή των τύπων.


Άβαταρ μέλους
george visvikis
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 13273
Εγγραφή: Παρ Νοέμ 01, 2013 9:35 am

Re: ΕΥΕΛΠΙΔΩΝ 1970 ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ

#7

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από george visvikis » Πέμ Σεπ 17, 2015 9:27 pm

parmenides51 έγραψε:1. Από το κοινό σημείο \displaystyle{A} δυο εξωτερικά εφαπτόμενων κύκλων \displaystyle{(K)} και \displaystyle{(K' )} κέντρων \displaystyle{K } και \displaystyle{ K'} κι ακτίνων \displaystyle{R} και \displaystyle{R'} αντίστοιχα, όπου \displaystyle{R>R'}, φέρνουμε δυο κάθετες χορδές \displaystyle{AM } και \displaystyle{AM'} , όπου \displaystyle{M} σημείο του κύκλου \displaystyle{(K)} και \displaystyle{(M')} σημείο του κύκλου \displaystyle{(K' )} . Να ορισθεί η θέση των σημείων \displaystyle{M} και \displaystyle{M' } ώστε να είναι \displaystyle{MM'=\lambda} , όπου \displaystyle{\lambda} δοθέν ευθύγραμμο τμήμα.
Θέτω R'=r για να αποφύγω το συμβολισμό \displaystyle{{(R')^2}}
Ευελπίδων  1970. 1.png
Ευελπίδων 1970. 1.png (21.12 KiB) Προβλήθηκε 2543 φορές
Είναι MK//M'K'. Αν οι MK, M'K' είναι κάθετες στη BC, ο εντοπισμός των M, M' είναι απλός. Σε κάθε άλλη περίπτωση, αφού οι γωνίες \displaystyle{A\widehat KM,A\widehat {K'}M'} είναι παραπληρωματικές, η μία είναι οξεία και η άλλη αμβλεία. Χωρίς βλάβη υποθέτω ότι \displaystyle{A\widehat KM > {90^0}}. Έστω H, H' οι προβολές των M, M' αντίστοιχα πάνω στην KK'. Σκοπός μας είναι να εντοπίσουμε τη θέση του σημείου H, ώστε το M να ορίζεται ως το σημείο τομής του κύκλου (K,R) με την κάθετη από το H στη διάκεντρο.
Εφαρμόζω τη Γενίκευση του Πυθαγορείου στα τρίγωνα AKM, AK'M':

\displaystyle{{(AM)^2} = 2{R^2} + 2R(HK),{(AM')^2} = 2{r^2} - 2r(H'K')}

Αλλά, \displaystyle{{(AM)^2} + {(AM')^2} = {\lambda ^2} \Leftrightarrow } \boxed{2{R^2} + 2{r^2} + 2R(HK) - 2r(H'K') = {\lambda ^2}} (1)

Από τα όμοια τρίγωνα MHK,M'H'K' είναι: \displaystyle{\frac{{HK}}{{H'K'}} = \frac{R}{r} \Leftrightarrow } \boxed{HK = \frac{{r(HK)}}{R}} (2)

Από τις σχέσεις (1), (2), βρίσκουμε: \boxed{HK = \frac{{R({\lambda ^2} - 2{R^2} - 2{r^2})}}{{2({R^2} - {r^2})}}}, που σημαίνει ότι το σημείο H είναι σταθερό.


Απάντηση

Επιστροφή σε “Εξετάσεις Σχολών”

Μέλη σε σύνδεση

Μέλη σε αυτήν τη Δ. Συζήτηση: Δεν υπάρχουν εγγεγραμμένα μέλη και 1 επισκέπτης