Risoluzione dei triangoli qualunque
Un geometra deve misurare la distanza tra due punti separati da un laghetto, senza poterlo attraversare. Dal punto $A$ vede $B$ e un terzo punto $C$ raggiungibile: misura una distanza e due angoli. Come ricava il resto? Alla fine della pagina avrai la risposta: basta saper scegliere il teorema giusto.
Quali dati ho, quale teorema uso
Risolvere un triangolo qualunque (cioè non necessariamente rettangolo) significa calcolare tutti i suoi lati e tutti i suoi angoli. Servono tre dati, di cui almeno un lato. Indichiamo con $\alpha, \beta, \gamma$ gli angoli e con $a, b, c$ i lati opposti.
Nel caso LLA (due lati e un angolo opposto) possono esserci due, una o nessuna soluzione: è il caso ambiguo del teorema dei seni.
In un triangolo $ABC$ sono noti i lati $a = 5$ cm e $b = 8$ cm, e l'angolo compreso tra essi $C = 60^\circ$. Calcola la lunghezza del lato $c$.
In un triangolo $ABC$ sono noti i lati $a = 5$ cm e $b = 8$ cm, e l'angolo compreso tra essi $C = 60^\circ$. Calcola la lunghezza del lato $c$.
I tre lati di un triangolo misurano $a = 3$ m, $b = 5$ m e $c = 7$ m. Determina la misura dell'angolo di maggiore ampiezza di tale triangolo.
I tre lati di un triangolo misurano $a = 3$ m, $b = 5$ m e $c = 7$ m. Determina la misura dell'angolo di maggiore ampiezza di tale triangolo.
In un triangolo sono noti i seguenti dati: $a = 12$ m, $b = 8$ m e l'angolo $A = 120^\circ$. Calcola la misura dell'angolo $B$.
In un triangolo sono noti i seguenti dati: $a = 12$ m, $b = 8$ m e l'angolo $A = 120^\circ$. Calcola la misura dell'angolo $B$.
Risolvere il triangolo completo
Di solito si combinano i due teoremi: uno per il primo dato mancante, l'altro per il resto.
In un triangolo $ABC$, gli angoli $A$ e $B$ misurano rispettivamente $30^\circ$ e $105^\circ$. Se il lato opposto all'angolo $A$ ha lunghezza $a = 8$ cm, trova la…
In un triangolo $ABC$, gli angoli $A$ e $B$ misurano rispettivamente $30^\circ$ e $105^\circ$. Se il lato opposto all'angolo $A$ ha lunghezza $a = 8$ cm, trova la lunghezza del lato $c$ (opposto all'angolo $C$).
Dimostra geometricamente o mediante i teoremi trigonometrici (del seno e del coseno) che in qualsiasi triangolo $ABC$ vale la relazione delle proiezioni:…
Dimostra geometricamente o mediante i teoremi trigonometrici (del seno e del coseno) che in qualsiasi triangolo $ABC$ vale la relazione delle proiezioni: $a = b \cos C + c \cos B$. In seguito, utilizza questa identità insieme al teorema del seno per dimostrare la formula del seno della somma di due angoli: $\sin(B+C) = \sin B \cos C + \cos B \sin C$.
In un triangolo isoscele, il lato diverso (la base) misura $12$ m e gli angoli uguali misurano $75^\circ$ ciascuno. Determina la lunghezza dei lati uguali utilizzando il…
In un triangolo isoscele, il lato diverso (la base) misura $12$ m e gli angoli uguali misurano $75^\circ$ ciascuno. Determina la lunghezza dei lati uguali utilizzando il teorema dei seni.
In un triangolo $ABC$, il lato $a$ misura $10$ cm e l'angolo opposto $A$ misura $45^\circ$. Calcola il raggio $R$ della circonferenza circoscritta a tale triangolo.
In un triangolo $ABC$, il lato $a$ misura $10$ cm e l'angolo opposto $A$ misura $45^\circ$. Calcola il raggio $R$ della circonferenza circoscritta a tale triangolo.
Area di un triangolo senza l'altezza
Se conosci due lati e l'angolo compreso, puoi calcolare l'area senza tracciare l'altezza.
Se invece conosci i tre lati, usa la formula di Erone, con $p=\dfrac{a+b+c}{2}$ semiperimetro:
$$S=\sqrt{p(p-a)(p-b)(p-c)}$$Trova l'area di un triangolo $ABC$ di cui conosciamo i lati $b = 14$ cm, $c = 20$ cm e l'angolo da essi formato, $A = 60^\circ$.
Trova l'area di un triangolo $ABC$ di cui conosciamo i lati $b = 14$ cm, $c = 20$ cm e l'angolo da essi formato, $A = 60^\circ$.
I lati adiacenti di un parallelogramma misurano $6$ cm e $10$ cm, e formano un angolo ottuso di $120^\circ$. Calcola la lunghezza della diagonale maggiore del…
I lati adiacenti di un parallelogramma misurano $6$ cm e $10$ cm, e formano un angolo ottuso di $120^\circ$. Calcola la lunghezza della diagonale maggiore del parallelogramma.
In un triangolo $ABC$ di lati $a=13$ cm, $b=14$ cm e $c=15$ cm, si tracciano la circonferenza circoscritta di raggio $R$ e la circonferenza inscritta di raggio $r$.…
In un triangolo $ABC$ di lati $a=13$ cm, $b=14$ cm e $c=15$ cm, si tracciano la circonferenza circoscritta di raggio $R$ e la circonferenza inscritta di raggio $r$. Calcola l'area del triangolo utilizzando la formula di Erone e, a partire da essa, ricava i valori esatti di $R$ e $r$.
Triangolazione, rilievo topografico e navigazione
La triangolazione consiste nel misurare angoli e distanze da punti noti per trovare la posizione di un punto inaccessibile. È la risposta al problema del geometra all'inizio: si misura una sola base e due angoli, e il teorema dei seni fa il resto.
Forza risultante di due forze
Due forze $F_1$ e $F_2$ applicate nello stesso punto, con angolo $\theta$ tra loro, formano un parallelogramma. La risultante è la diagonale. Nel triangolo formato da $F_1$, $F_2$ (traslata) e dalla diagonale, l'angolo opposto alla risultante è $180^\circ-\theta$, quindi $R^2=F_1^2+F_2^2-2F_1F_2\cos(180^\circ-\theta)=F_1^2+F_2^2+2F_1F_2\cos\theta$. L'angolo $\varphi$ tra $R$ e $F_1$ si trova poi con il teorema dei seni: $\dfrac{F_2}{\sin\varphi}=\dfrac{R}{\sin(180^\circ-\theta)}$.
Due barche partono contemporaneamente da un porto seguendo rotte rettilinee che formano tra loro un angolo di $75^\circ$. La prima barca naviga a una velocità costante…
Due barche partono contemporaneamente da un porto seguendo rotte rettilinee che formano tra loro un angolo di $75^\circ$. La prima barca naviga a una velocità costante di $15$ nodi e la seconda a $20$ nodi. Calcola la distanza in miglia nautiche che separerà le due barche dopo $2$ ore di navigazione.
Per misurare l'altezza $h$ di un aerogeneratore, ci posizioniamo in un punto $A$ del suolo e misuriamo l'angolo di elevazione fino al punto più alto, ottenendo…
Per misurare l'altezza $h$ di un aerogeneratore, ci posizioniamo in un punto $A$ del suolo e misuriamo l'angolo di elevazione fino al punto più alto, ottenendo $40^\circ$. Avanziamo di $30$ metri in linea retta verso la base dell'aerogeneratore fino a raggiungere un punto $B$, da cui il nuovo angolo di elevazione è di $55^\circ$. Calcola l'altezza dell'aerogeneratore.
Un drone di sorveglianza si trova in un punto $C$ e osserva un tratto rettilineo di strada delimitato da due città $A$ e $B$ che distano $5$ km tra loro. Gli angoli di…
Un drone di sorveglianza si trova in un punto $C$ e osserva un tratto rettilineo di strada delimitato da due città $A$ e $B$ che distano $5$ km tra loro. Gli angoli di depressione dal drone verso le città sono tali che, nel triangolo formato, l'angolo in $A$ è di $35^\circ$ e l'angolo in $B$ è di $62^\circ$. Calcola l'altitudine a cui vola il drone rispetto alla strada.
Durante la campagna di prevenzione degli incendi della Regione Toscana, due torri di avvistamento forestale, Torre Almadén ($A$) e Torre Yelmo ($B$), poste a una…
Durante la campagna di prevenzione degli incendi della Regione Toscana, due torri di avvistamento forestale, Torre Almadén ($A$) e Torre Yelmo ($B$), poste a una distanza di $12\text{ km}$ in linea retta, rilevano una colonna di fumo in un punto $C$. Gli osservatori prendono come riferimento il segmento rettilineo $AB$: dalla torre $A$ si osserva il fumo sotto un angolo di $48^\circ$, e dalla torre $B$, sotto un angolo di $74^\circ$ (entrambe le visuali sono dirette dallo stesso lato della retta $AB$).
1) Modellizza geometricamente la situazione e calcola la distanza in linea retta da ciascuna delle due torri al focolaio dell'incendio $C$.
2) Per intervenire sul terreno si valutano due opzioni:
-
Un elicottero antincendio con base nella torre $A$, che decolla immediatamente e vola in linea retta verso il fuoco a una velocità costante di $190\text{ km/h}$.
-
Un'autobotte fuoristrada con base nella torre $B$, che avanza a una media di $45\text{ km/h}$ su piste forestali, percorrendo un tragitto reale stimato il $25\,\%$ più lungo della distanza in linea retta.
Calcola il tempo di percorrenza (in minuti e secondi) di ciascun mezzo e determina, motivando, quale raggiungerà per primo il focolaio.
Due rimorchiatori trainano una chiatta mediante due cavi che formano tra loro un angolo di $45^\circ$. Se le tensioni esercitate dai cavi sono di $4500$ N e $6000$ N,…
Due rimorchiatori trainano una chiatta mediante due cavi che formano tra loro un angolo di $45^\circ$. Se le tensioni esercitate dai cavi sono di $4500$ N e $6000$ N, determina il modulo della forza risultante e l'angolo che tale risultante forma con il cavo che esercita la forza di $6000$ N.
Quadrilateri e poligoni: dividere in triangoli
Un quadrilatero o un poligono si risolve tracciando una diagonale (o i raggi dal centro) e applicando i teoremi ai triangoli ottenuti.
Un terreno agricolo ha la forma di un quadrilatero $ABCD$. Le misure dei suoi lati sono $AB = 50$ m, $BC = 40$ m, $CD = 30$ m e $DA = 60$ m. Sapendo che l'angolo nel…
Un terreno agricolo ha la forma di un quadrilatero $ABCD$. Le misure dei suoi lati sono $AB = 50$ m, $BC = 40$ m, $CD = 30$ m e $DA = 60$ m. Sapendo che l'angolo nel vertice $B$ è di $70^\circ$, calcola l'area totale del terreno dividendolo in due triangoli.
Un ettagono regolare (poligono di $7$ lati uguali) è inscritto in una circonferenza di raggio $10$ cm. Utilizzando il teorema del coseno e/o del seno nei triangoli…
Un ettagono regolare (poligono di $7$ lati uguali) è inscritto in una circonferenza di raggio $10$ cm. Utilizzando il teorema del coseno e/o del seno nei triangoli centrali, calcola il perimetro e l'area di tale ettagono.
I lati di un triangolo sono dati dalle espressioni $x$, $x+2$ e $x+4$ centimetri. Sapendo che l'angolo di ampiezza maggiore del triangolo misura $120^\circ$, imposta…
I lati di un triangolo sono dati dalle espressioni $x$, $x+2$ e $x+4$ centimetri. Sapendo che l'angolo di ampiezza maggiore del triangolo misura $120^\circ$, imposta l'equazione corrispondente, trova il valore esatto di $x$ e calcola il perimetro del triangolo.