Условие: Внутри правильного треугольника ABC точка P имеет расстояния до вершин, равные 3, 4 и 5 соответственно.
Вычислить площадь S треугольника ABC. При этом надо следовать алгоритму уже-заданного Решения, в котором вместо слов "Пропуск" надо вставить соответствующие смыслу числа либо МатВыражения.
Решение: Выражения, которыми я заменил слова "Пропуск", я выделил жирным шрифтом. Дополнительные пояснения я подкрасил зелёным шрифтом в скобках. Результат показываю ниже.
Предположим, что внутри правильного треугольника ABC отмечена такая точка P, что PA = 3, PB = 4, PC = 5. Пусть при повороте относительно точки A на 60° точка B переходит в точку C, точка C переходит в точку C
1, а точка P - в точку P
1.
Тогда треугольник PAP
1 является
правильным (равно-сторонним) и его площадь равна
a[sup]2[/sup]·[$8730$]3 / 4 = 3[sup]2[/sup]·[$8730$]3 / 4 .
Отрезок CP
1 получается поворотом из отрезка
BP , поэтому у треугольника PCP
1 стороны равны 3, 4 и 5. Следовательно, по теореме Пифагора треугольник PCP
1 является прямоугольным и его площадь равна
a·b/2 = 3·4 / 2 = 6 .
С другой стороны,
3[sup]2[/sup]·[$8730$]3 / 4 + 6 = S[sub]PAP1[/sub] + S[sub]PCP1[/sub] = S[sub]APC[/sub] + S[sub]AP1C[/sub] = S[sub]APC[/sub] + S[sub]APB[/sub] (так как [$916$]AP1C = [$916$]APB).
Аналогичными рассуждениями, рассматривая повороты на 60° с центрами в точках B и C, получаем равенства
4[sup]2[/sup]·[$8730$]3 / 4 + 6 = S
BPA + S
BPC и
5[sup]2[/sup]·[$8730$]3 / 4 + 6 = S
CPB + S
CPA .
Складывая все 3 полученных равенства и деля пополам, заключаем, что
(32·[$8730$]3 / 4 + 6) + (42·[$8730$]3 / 4 + 6) + (52·[$8730$]3 / 4 + 6) = (SAPC + SAPB) + (SBPA + SBPC) + (SCPB + SCPA)
Раскрываем скобки: 32·[$8730$]3 / 4 + 42·[$8730$]3 / 4 + 52·[$8730$]3 / 4 + 6 + 6 + 6 = 2·SABCS
ABC =
(1/2)·[(3[sup]2[/sup] + 4[sup]2[/sup] + 5[sup]2[/sup])·[$8730$]3 / 4 + 18] = 50·[$8730$]3 / 8 + 9 = 25·[$8730$]3 / 4 + 9 [$8776$] 19,83Ответ: площадь треугольника ABC равна 19,8 кв.ед.
Для проверки правильности Решения и Ответа я вычислил площадь треугольника ABC методом Аналитической геометрии в популярном приложении
Маткад (ссылка) . Маткад-скриншот с уточнённым чертежом прилагаю . Я добавил в скрин подробные комментарии зелёным цветом. =Удачи!