• Nie Znaleziono Wyników

Będziemy tedy musieli poszukać innych związków między elemen

tami trójkąta, dogodnych do rachunku logarytmicznego. Niemniej jednak wzór kosinusów oddawać nam nieraz będzie wielkie usługi, bądź jako ogniwo pośrednie w rachunku, bądź w zadaniach, nie wymagających obliczeń logarytmicznych.

Ćwiczenia XVI. 1. Czy wzór kosinusów jest prawdziwy w zastosowa­

niu do trójkąta prostokątnego?

2. Z nierówności — 1 < cos A < 1 i z wzoru na cos A wysnuć, że suma dwóch boków trójkąta jest większa, różnica zaś mniejsza od trze"

ciego boku.

3. Dwa punkty poruszają się ruchem jednostajnym po okręgach spół- środkowych, których promienie równają się odpowiednio 5 m. i 9. m. Pro­

mienie, poprowadzone do tych punktów, obracają się dokoła środka z pręd­

kością: mniejszy 30° na minutę, większy 40° na minutę. W pewnej chwili oba punkty znajdują się na jednym promieniu większego koła. Po ilu se­

kundach odległość między niemi wynosić będzie 6 m., jeżeli ruch obu punktów odbywa się w tym samym zwrocie?

4. Wykazać, że kąty dwuścienne foremnego czworościanu i forem­

nego ośmiościanu spełniają się. Obliczyć następnie te kąty z dokładno­

ścią do 1'.

[Wskazówka: przez krawędź czworościanu poprowadzić płasz­

czyznę, prostopadłą do krawędzi przeciwległej).

5. Obliczyć kąt dwuścienny w dwudziestościanie foremnym.

6. Czworościan foremny ABCD przecięto płaszczyzną, przesuniętą przez AB i prostopadłą do CD. Pole przekroju równa się S. Obliczyć obję­

tość czworościanu.

7. Dany jest ostrosłup prosty o podstawie sześciokątnej foremnej.

Bok podstawy = a, wysokość ostrosłupa = h. Obliczyć kosinus kąta, pod którym ściana boczna jest nachylona do podstawy.

8. Dany jest trójkąt ABC, w którym .4 = 30’. W wierzchołku A wy­

stawiamy prostopadłą do płaszczyzny trójkąta i na niej obieramy taki punkt D, że < BDA — 60°, CD A = 45°. Dowieść, że AD = BC.

9. Siły 16 dyn i 42 dyn, działające na ten sam punkt, tworzą kąt 35° 20'. Obliczyć ich wypadkową.

10) Rozwiązać trójkąt, mając dane A = 45°, b = 4, c = j/2.

11. Kąty trójkąta tworzą postęp arytmetyczny; znaleźć prostą za­

leżność między jego bokami.

12. Jeżeli w trójkącie prostokątnym równoramiennym, w którym C = 90°, obierzemy dowolny punkt D na przedłużeniu boku AB, wówczas musi być

2 CD2 — AD2 4- BD2.

Czy związek ten pozostanie prawdziwy, jeżeli punkt D znajdzie się w wierzchołku B? jeżeli znajdzie się na boku AB?

13. Dane są dwa koła (rys. 76), z któ­

rych jedno ma promień r, drugie ir. Odle­

głość ich środków = łr. Po okręgach kół poruszają się w tym samym zwrocie ru­

chem jednostajnym dwa punkty, które wy­

ruszają jednocześnie z położeń A i B i w tym samym czasie dokonywują całkowitego obie­

gu. Wyrazić każdorazową odległość między punktami jako funkcje kąta a, o który obrócił się promień AO. Z wzoru tego od­

czytać, kiedy odległość między niemi jest największa lub najmniejsza.

14. Jeżeli punkty A, B, C leżą na

jednej prostej, punkt zaś O nie leży na niej, wówczas mamy związek OA2 ■ BC -+- OC2 ■ AB = OB2 • AC 4- AB ■ BC ■ AC.

Jest to t. zw. twierdzenie Stewarta.

Czy twierdzenie pozostanie prawdziwe, jeżeli 0 obierzemy na pro­

stej AC?

16. Jeżeli boki trójkąta ABC tworzą postęp geometryczny, wówczas trójkąt, zbudowany z trzech jego wysokości, jest podobny do trójkąta ABC.

16. Dwa koła o promieniaah r i r' przecinają się pod kątem a; obli­

czyć odległość d ich środków oraz ich spólną cięciwę m.

17. Dane są dwie proste, przecinające się w punkcie O pod kątem a.

Na jednej z nich obieramy po obu stronach punktu O dwa punkty A i B takie, że AO = a, BO = b, gdzie a i b są to liczby dane. Ile można zna­

leźć na drugiej prostej takich punktów M, żeby było AMO — BMO?

18. Punkty A i B na kuli ziemskiej leżą oba na równoleżniku 52°, różnica zaś ich długości geograficznych wynosi 32°15'. Obliczyć: 1) pro­

mień równoleżnika; 2) długość odcinka AB prostej; 3) długość luku koła wielkiego na ziemi, przechodzącego przez punkty A i B.

Promień kuli ziemskiej = 6350 kim.

18. Dowieść, że w trójkącie mamy a2 — ( b •+• c)2 — 4bc cos- g

a2 = (6 — c)2 -4- 4 be sin2 .

[Wskazówka: wprowadzić do rysunku odcinek b -+- c].

29. Opierając się na własnościach funkcyj jednorodnych ’), do­

wieść, że

1 ' 1 l 2 cos A l'„- - Vb2 4’ Fe2 “ Vb Fe ’

*) Pnnkcja jednorodna n-tego stopnia zmiennych .r, y, z . .. posiada tę własność charakterystyczną, że jeśli zmienne x, y, Z . . , zastąpimy przez

gdzie przez Va, Vb, Ve oznaczyliśmy objętości brył, które trójkąt ABC zakreśla, jeżeli obracamy go dokoła boków a, b, c.

21. Dowieść, że pole S dowolnego czworoboku wypukłego wyraża się wzorem

S2 = (p — a) (p — b) (p — c) (p — d) — abcd cos2 a,

gdzie 2a = A -ł- C.

[Wskazówka: wyrazić dwoma sposobami przekątną BD zapomocą boków i kątów czworoboku],

22. W jaki sposób zmieni się wzór powyższy, jeżeli na czworoboku można opisać koło?

23. Pole czworoboku opisanego wyraża się wzorem:

S2 = abcd sin2 a.

24. Jeżeli czworobok jest tego rodzaju, że można zarówno wpisać w niego koło, jak na nim opisać koło, wówczas pole czworoboku wyraża się wzorem

S2 = abcd, promień zaś koła = —2|M6c<7

’ r a-hb-t-c-i-d

25. Dany jest czworobok przegubowy o bokach a, b, c, d (stałej długości). Opierając się na zadaniu 21, odpowiedzieć na następujące pyta­

nia: (I) czy pole jego jest zmienne czy stałe? (II); jeżeli pole zmienia się, to w jaki sposób? czy osiąga kiedykolwiek wartość największą lub naj­

mniejszą?

26. W czworoboku wpisanym mamy

(I) b2 - c2 - d2

2 (ab -+- cd)

(II) 8in Bl/lp-a) (p-b)

2 y ba -+- cd

(III) ef ac -+- bd

* '

(IV) e ad -t- bc

f ab -ł- cd

§ 53. Twierdzenie odwrotne (względem § 52). Jeżeli mamy

dane sześć liczb dodatnich, mianowicie miary trzech odcinków

wielkości proporcjonalne, t. j. jeżeli położymy x — XX, y = \Y, z = kZ, ...

wówczas funkcja nie zmieni kształtu, lecz zostanie pomnożona przez /.«, gdzie n oznacza stopień funkcji. Np. funkcja jednorodna c.K2 — ary ■+- by2 zamieni się po podstawieniu w ).2 (cX2 — aXY -+- bY‘).

Opierając się na tej własności, możemy zastąpić w równaniu jedno- rodnem wszystkie zmienne przez wielkości proporcjonalne — nie zmieni to pierwiastków równania.

a, b, c oraz miary trzech katów A, B, C, spraiudzające układ