Rectangle Inside Triangle
1. Stel die probleem: Gegee is 'n gelyksydige driehoek ABC met sy lengtes van 20 cm.
Binnenin hierdie driehoek is 'n reghoek DEFG met punte D en G op die sye AB en AC onderskeidelik, en punte E en F op BC met BE = FC = $k$.
5.1 Bewys dat $DE = \sqrt{3}k$:
2. In 'n gelyksydige driehoek met sy $20$, is hoek $B = 60^\circ$.
3. Omdat BE = FC = $k$, is EF = $20 - 2k$.
4. DE is loodreg op BC en omdat DEFG 'n reghoek is, is DE parallel aan FG en loodreg op BC.
5. Die driehoek $DBE$ is 'n regte driehoek met $\angle B = 60^\circ$ en $BE = k$.
6. Gebruik die verhouding in 'n 30-60-90 driehoek: die teenoorstaande kant van 60° is $k\sqrt{3}$, wat is die lengte DE.
Dus,
$$DE = \sqrt{3}k$$
5.2 Vind die maksimum oppervlakte van reghoek DEFG:
7. Die area van reghoek DEFG:
$$A = DE \times EF = (\sqrt{3}k)(20 - 2k) = 20\sqrt{3}k - 2\sqrt{3}k^2$$
8. Om maksimum te vind, neem die afgeleide van $A$ na $k$ en stel dit gelyk aan 0:
$$\frac{dA}{dk} = 20\sqrt{3} - 4\sqrt{3}k = 0$$
9. Los op vir $k$:
$$20\sqrt{3} = 4\sqrt{3}k$$
$$k = \frac{20\sqrt{3}}{4\sqrt{3}} = 5$$
10. Bevestig maksimum deur tweede afgeleide:
$$\frac{d^2A}{dk^2} = -4\sqrt{3} < 0$$, dus maksimum.
Finale antwoord: $k=5$ eenhede maksimeer die oppervlakte.