202 ESEMPI NUMERICI, ESERCIZI SUI TEOREMI DI EUCLIDE E DI PITAGORA a) In un triangolo rettangolo PQR, di ipotenusa QR, le proiezioni dei cateti sull’ipotenusa misurano rispettivamente 9 cm e 16 cm. Determinare perimetro e area del triangolo. = 90° QPR PH ⊥ QR QH = 9 cm, HR = 16 cm 2p(PQR) = ? S(PQR) = ? Il fatto che siano note le misure delle proiezioni dei due cateti sull’ipotenusa ci fa venire in mente il 2° Teorema di Euclide, del quale sono “protagoniste” tali due proiezioni, insieme con l’altezza relativa all’ipotenusa. Dunque PH 2 = QH ⋅ HR (Euclide 2°, PQR) e da qui ricaviamo PH = QH ⋅ HR = 9 ⋅ 16 = NOTA 1 NOTA 2 144 = 12 cm NOTA 3 NOTA 1 Ovviamente, davanti alla radice non mettiamo il doppio segno ± perché il valore negativo non avrebbe senso in questo contesto. Ora possiamo ricavare il cateto PQ: ♪ applicando il Teorema di Pitagora al triangolo rettangolo PHQ: PQ2 = QH 2 + PH 2 (Pitagora, PHQ) da cui PQ = QH 2 + PH 2 = 92 + 122 NOTA 2 Anche: 9 ⋅16 = 9 ⋅ 16 = 3 ⋅ 4 = 12 NOTA 3 L’unità di misura, a stretto rigore, andrebbe scritta ad ogni passaggio della catena; noi, per brevità, la mettiamo solo nel passaggio finale. ♫ PQ = QR ⋅ QH = = ( 9 + 16 ) ⋅ 9 = = 25 ⋅ 9 = 225 = 15 cm = 81 + 144 = 225 = 15 cm E possiamo ricavare il cateto PR: ♪ applicando il Teorema di Pitagora al triangolo rettangolo PHR: PR 2 = HR 2 + PH 2 (Pitagora, PHR) da cui oppure applicando il 1° Teorema di Euclide al triangolo rettangolo PQR: PQ2 = QR ⋅ QH (Euclide 1°, PQR) , da cui ♫ oppure applicando il 1° Teorema di Euclide al triangolo rettangolo PQR: PR 2 = QR ⋅ HR (Euclide 1°, PQR) , da cui PR = QR ⋅ HR = PR = HR 2 + PH 2 = 162 + 122 = ( 9 + 16 ) ⋅16 = = 25 ⋅ 16 = 400 = 20 cm = 256 + 144 = 400 = 20 cm 2p(PQR) = PQ + QR + PR = 15 + 25 + 20 = 60 cm S(PQR) = 6 QR ⋅ PH 25 ⋅ 12 = = 150 cm 2 2 2 oppure S(PQR) = 10 PQ ⋅ PR 15 ⋅ 20 = 2 2 = 150 cm 2 203 b) In un triangolo rettangolo i cui lati misurano 5, 12 e 13, quali sono le misure delle proiezioni dei cateti sull’ipotenusa? E dell’altezza relativa all’ipotenusa? AB2 = BC ⋅ BH (Euclide 1°, ABC) BC ⋅ BH = AB2 (scambiando i membri) AB2 52 25 cm = = BC 13 13 25 144 HC = BC − BH = 13 − = cm 13 13 BH = AH 2 = BH ⋅ HC (Euclide 2°, ABC) 25 144 52 ⋅ 122 5 ⋅ 12 60 ⋅ = = = cm 13 13 13 13 132 In alternativa (con calcoli, però, più pesanti) si sarebbe potuta calcolare immediatamente l’altezza relativa all’ipotenusa mediante la formula AH = BH ⋅ HC = altezza = doppia area prodotto cateti = ipotenusa ipotenusa AB ⋅ AC 5 ⋅12 60 = = cm BC 13 13 per poi ricavare le proiezioni con Pitagora: AH = BH 2 + AH 2 = AB2 (Pitagora, ABH) 2 60 625 25 = BH 2 = AB2 − AH 2, BH = AB2 − AH 2 = 52 − ⎛⎜ ⎞⎟ = ... = cm 13 169 13 ⎝ ⎠ c) In un triangolo rettangolo, un cateto misura metri 9, e l’altro cateto è inferiore di 1 metro all’ipotenusa. Determina tutti i lati del triangolo. AB2 + AC2 = BC2 92 + ( x − 1) = x 2 2 81 + x 2 − 2 x + 1 = x 2 −2 x = −82; x = 41 BC = 41 m, AC = 40 m In questo problema, Pitagora è stato utilizzato per impostare l’equazione risolvente. INUTILE, IN CASI SIMILI, SCOMODARE formule inverse o RADICI QUADRATE: quando si desidera scrivere un’uguaglianza contenente x che serva da equazione risolvente, basta a tale scopo la relazione pitagorica “originaria”. d) In un triangolo rettangolo, i cateti sono uno i ¾ dell’altro e il perimetro misura 36a. Determinare l’area. BC = AB2 + AC2 = 2 3 5 = x 2 + ⎛⎜ x ⎞⎟ = ... = x 4 4 ⎝ ⎠ 3 5 x + x + x = 36a ... x = 12a 4 4 3 3 AC = x = ⋅12a = 9a 4 4 AC ⋅ AB 9a ⋅12a = = 54a 2 S= 2 2 In questo problema, dunque, il teorema di Pitagora è stato impiegato per esprimere un segmento in funzione di x.