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Problema di geometria su segmenti e settori circolari

Problema:

Una corda di circonferenza, lunga 24 pi greco cm, misura 12 cm. Determina l’area dei due segmenti circolari individuati dalla corda ab e dall’arco ab .

Soluzione:

Questa è la figura. Il segmento circolare piccolo è quello colorato di giallo, l’altro è la somma della parte azzurra e del triangolo arancione.

clip_image004[4]

Osserva che AOC è un triangolo equilatero avendo AC = AO = CO = 12 cm

DO è la distanza della corda dal centro ed è anche l’altezza del triangolo equilatero.

Altezza del triangolo equilatero clip_image006[5]

DO = 0,866 x 12 = 10,39 cm

Se noi calcoliamo l’area del settore circolare AOC (giallo + azzurro) e ci togliamo l’area del triangolo equilatero arancione sapremo la misura dell’area del segmento circolare giallo.

L’angolo AOC misura 60° perché è l’angolo interno di un triangolo equilatero, allora il settore circolare AOC (giallo più azzurro) ha l’area che vale la sesta parte di quella del cerchio. (60° è la sesta parte di 360°). Se preferisci puoi usare la proporzione:

settore : angolo = cerchio : 360°

clip_image008[5]

clip_image010[5]

L’area del triangolo equilatero si calcola con base per altezza diviso due:

clip_image012[5]

Infine troviamo l’area del segmento circolare giallo = area del settore circolare – area del triangolo:

75,36 – 62,34 = 13,02 cm2

Mentre l’area del segmento circolare grande (arancione + azzurro) è uguale a:

area cerchio – area segmento circolare piccolo giallo

clip_image014[6]

clip_image016

Risposta:

Area segmento circolare piccolo giallo = 13,02 cm2

Area segmento circolare grande arancio + azzurro = 439,14 cm2

Risolviamo un problema di geometria per la terza media

Problema: Il rapporto tra il raggio del cerchio inscritto in un rombo e la semi diagonale minore del rombo è 4/5 e la loro somma è 27 cm. Sapendo che il rombo costituisce la base di una piramide retta che ha la misura dell’altezza di 9 cm calcola l’area della superficie totale della piramide.

Soluzione:

Se conosco il rapporto tra due numeri e la loro somma posso applicare la proprietà del comporre alla proporzione:

raggio : semi diagonale = 4 : 5

(raggio + semi diagonale) : raggio = (4 + 5) : 4  [proprietà del comporre]

27 : raggio = 9 : 4

Raggio = 27 per 4 diviso 9 = 12 cm

Semi diagonale = 27 – 12 = 15 cm

Adesso posso disegnare il rombo:

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Con il teorema di Pitagora trovo clip_image004[5]

Con il secondo teorema di Euclide applicato al triangolo rettangolo AOD

trovo clip_image006[4]quindi il lato del rombo AD = AE + ED = 25 cm

Adesso posso disegnare la piramide.

clip_image008[3]

Vediamo che l’apotema EV è l’ipotenusa del triangolo rettangolo

VOE, quindi con Pitagora troviamo clip_image010[4]

Possiamo trovare l’area laterale con la formula perimetro per apotema diviso due, il perimetro è lato per quattro: 25 x 4 = 100 cm

clip_image012[4]

Sapendo che l’area di base (rombo) è

clip_image014[20]

Possiamo trovare l’area totale = area laterale + area di base = 750 + 600 = 1350 cm2