2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2  След.
 
 Right-angled triangle and incircles
Сообщение13.03.2016, 03:39 
Аватара пользователя


13/10/07
755
Роман/София, България
Let $ABC$ is a right-angled triangle ($\angle{C}=90^o$) with incircle $k$. $l_1$ is a line tangent to $k$ and parallel to $BC$ intersecting $AC$ and $AB$ at the points $K$ and $L$. $l_2$ is a line tangent to $k$ and parallel to $AC$ intersecting $BC$ and $AB$ at the points $M$ and $N$. $l_3$ is a line tangent to $k$ and parallel to $AB$ intersecting $AC$ and $BC$ at the points $P$ and $Q$. If $r_1$, $r_2$ and $r_3$ are the inradii of the triangles $AKL$, $BMN$ and $CPQ$ - express $r_3$ in terms of $r_1$ and $r_2$.

(Оффтоп)

I composed this problem and know the solution. I'm interested to see different ideas.

 Профиль  
                  
 
 Re: Right-angled triangle and incircles
Сообщение13.03.2016, 14:34 
Заслуженный участник


10/01/16
2318
ins-
$r_1r_2=r_3\cdot (r_1+r_2+r_3)$
Решение: грубое с элементами извращения тригонометрическое насилие....

 Профиль  
                  
 
 Re: Right-angled triangle and incircles
Сообщение13.03.2016, 15:00 
Аватара пользователя


13/10/07
755
Роман/София, България
Wow! It deserves to be seen.I have two very elegant solutions without trigonometry. For the first one I saw an idea from a guy, named Peter Scales. It inspired me to compose the problem and another, probably Russian, problem I saw when I was 16 years old. If you like - I can show the solutions. I suppose even more approaches are possible. The inradius also can be found.

 Профиль  
                  
 
 Re: Right-angled triangle and incircles
Сообщение13.03.2016, 16:11 
Заслуженный участник


10/01/16
2318
ins- в сообщении #1106263 писал(а):
If you like

Yes

 Профиль  
                  
 
 Re: Right-angled triangle and incircles
Сообщение13.03.2016, 16:26 
Аватара пользователя


13/10/07
755
Роман/София, България
http://artofproblemsolving.com/communit ... 61p6001194 the first one is completed by a friend of mine and the second is just sketched in post 6 by me. Excuse me for redirecting you. My goal was to create a not very easy, and not very hard and interesting problem considering right-angled triangles, but it seems - it is a little harder than I expected.

 Профиль  
                  
 
 Re: Right-angled triangle and incircles
Сообщение13.03.2016, 16:46 
Заслуженный участник


10/01/16
2318
ins-
Красиво!
Конечно, я находил радиусы из подобия. Но, для прямоугольного тр-ка, слишком много хороших соотношений...
В конце концов, я плюнул на попытки сделать "красиво", и добил все тригонометрией...

 Профиль  
                  
 
 Re: Right-angled triangle and incircles
Сообщение13.03.2016, 16:54 
Аватара пользователя


13/10/07
755
Роман/София, България
I'm interested to see different approaches. From every solution a person can learn something. If you like - you can post your solution. Believe or not I cannot use trigonometry in a meaningful way for this problem. I managed to find dependencies in three more similar configurations involving right-angled triangles between the radiuses of three inscribed circles, but used Fukagawa and Pedoe's book dedicated to Sangaku. For them there are more calculations and they are not so good looking. It was the reason to share this one.

 Профиль  
                  
 
 Re: Right-angled triangle and incircles
Сообщение13.03.2016, 21:40 


30/03/08
196
St.Peterburg
ins- в сообщении #1106147 писал(а):
Let $ABC$ is a right-angled triangle ($\angle{C}=90^o$) with incircle $k$. $l_1$ is a line tangent to $k$ and parallel to $BC$ intersecting $AC$ and $AB$ at the points $K$ and $L$. $l_2$ is a line tangent to $k$ and parallel to $AC$ intersecting $BC$ and $AB$ at the points $M$ and $N$. $l_3$ is a line tangent to $k$ and parallel to $AB$ intersecting $AC$ and $BC$ at the points $P$ and $Q$. If $r_1$, $r_2$ and $r_3$ are the inradii of the triangles $AKL$, $BMN$ and $CPQ$ - express $r_3$ in terms of $r_1$ and $r_2$.

(Оффтоп)

I composed this problem and know the solution. I'm interested to see different ideas.


Изображение
$$KX=YL=LZ=UQ=r_1, VM=NW=ZN=PU=r_2$$

Поэтому : $$(r_1+r_3)^2+(r_2+r_3)^2=(r_1+r_2)^2$$

 Профиль  
                  
 
 Re: Right-angled triangle and incircles
Сообщение13.03.2016, 22:17 
Аватара пользователя


13/10/07
755
Роман/София, България
It is the 5-th or sixth approach for this problem to be solved. I wonder how you managed to find such a construction. Very beautiful! Thanks for sharing it! I have only one question - how did you get KX=YL?

 Профиль  
                  
 
 Re: Right-angled triangle and incircles
Сообщение13.03.2016, 23:08 
Заслуженный участник


10/01/16
2318
Блеск!
ins-
Это - известное свойство вписанной и вневписанной окружностей. Полезно и формулы помнить для этих отрезков - через длины сторон.

 Профиль  
                  
 
 Re: Right-angled triangle and incircles
Сообщение13.03.2016, 23:36 
Аватара пользователя


13/10/07
755
Роман/София, България
:) I understood it. I didn't need excircles' properties to solve the problem, but it is a good occasion to learn something new.

 Профиль  
                  
 
 Re: Right-angled triangle and incircles
Сообщение14.03.2016, 01:51 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


31/01/14
11305
Hogtown
Слава богу, первый чертёж появился.

 Профиль  
                  
 
 Re: Right-angled triangle and incircles
Сообщение15.03.2016, 13:28 
Заслуженный участник


03/01/09
1701
москва
ins- в сообщении #1106263 писал(а):
The inradius also can be found.

Если $r$- радиус вписанной окружности большого треугольника, то $r=r_1+r_2+r_3.$
Это справедливо для любого треугольника, не только прямоугольного.

 Профиль  
                  
 
 Re: Right-angled triangle and incircles
Сообщение15.03.2016, 14:00 
Аватара пользователя


13/10/07
755
Роман/София, България
The configuration I started from was for any triangle. I saw for it $r=r_1+r_2+r_3$ ( it was a problem in an old Bulgarian book ). Then I started to ask myself questions "what if" and created the initial problem. I wondered if to not mention $r_3$ at all in the problem (it is a combination of 2-3 problems) and to ask to find a dependency between $r$, $r_1$ and r_2, but decided to put the accent on the fact that r_3 can be expressed in terms of r_1 and r_2.

 Профиль  
                  
 
 Re: Right-angled triangle and incircles
Сообщение16.03.2016, 12:49 
Заслуженный участник


03/01/09
1701
москва
Обозначим $S$- площадь треугольника $ABC,$ пусть $ a$- сторона, противолежащая углу $A$, аналогично обозначим стороны $b$ и $c$.
Каждая касательная к вписанной в тр-к $ABC$ окружности делит его на меньший тр-к, подобный тр-ку $ABC$, и прямоугольную трапецию.
Площадь этой трапеции запишем, один раз,используя подобие треугольников, а другой- непосредственно. В результате получим (для треугольника с радиусом $r_1): S(1-\frac {r_1^2}{r^2})=ra(1+\frac {r_1}{r})$ или $a=\frac Sr(1-\frac {r_1}{r})$. Таким же образом $b=\frac Sr(1-\frac {r_2}{r}), c=\frac Sr(1-\frac {r_3}{r})$. По теореме Пифагора $a^2+b^2=c^2.$ Отсюда, учитывая, что $r=r_1+r_2+r_3$: $(r_1+r_3)^2+(r_2+r_3)^2=(r_1+r_2)^2$.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 18 ]  На страницу 1, 2  След.

Модераторы: Модераторы Математики, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group