Trovare gli angoli di un triangolo con un'equazione di primo grado

Dovrei risolvere un problema che mi chiede di determinare gli angoli di un triangolo con le equazioni, o più precisamente, impostando un sistema lineare che consenta di ricavare l'ampiezza degli angoli.

Determinare gli angoli di un triangolo sapendo che il primo è i (5)/(4) del secondo e che il terzo angolo supera di 15 gradi la metà del secondo.

Grazie.

Domanda di marcello
Soluzione

Per risolvere il problema, bisogna impostare un sistema lineare con le equazioni che si ottengono traducendo il testo nel linguaggio matematico.

Per prima cosa indichiamo con α, β e γ rispettivamente il primo, il secondo e il terzo angolo del triangolo.

La traccia ci informa che:

- il primo angolo è i (5)/(4) del secondo, vale a dire

α = (5)/(4)β

- il terzo angolo supera di 15 gradi la metà del secondo, ossia

γ = (1)/(2)β+15°

Le due relazioni sono in buona sostanza le prime due equazioni del sistema, però non bastano per calcolare i valori dei tre angoli. In effetti dobbiamo aggiungere una condizione che non viene fornita dal testo che deriva direttamente dalla teoria: dobbiamo tenere a mente che la somma degli angoli interni di un triangolo è pari a un angolo piatto, di ampiezza 180°

α+β+γ = 180°

è pertanto l'ultima equazione che completa il sistema.

Per non appesantire troppo le notazioni scriviamo il sistema lineare risolvente senza inserire le unità di misura

α = (5)/(4)β ; γ = (1)/(2)β+15 ; α+β+γ = 180

Chiaramente esistono diverse strategie risolutive, la migliore consiste nell'applicare il metodo di sostituzione proprio perché nella prima equazione α è espresso in termini di β, così come γ è scritto in funzione della medesima incognita nella terza equazione.

Sostituendo le espressioni di α e γ nella terza equazione, il sistema lineare diventa

α = (5)/(4)β ; γ = (1)/(2)β+15 ; (5)/(4)β+β+(1)/(2)β+15 = 180

Il metodo di sostituzione ha permesso quindi di ottenere un'equazione di primo grado a coefficienti fratti e nella sola incognita β. Risolviamola calcolando il minimo comune multiplo dei denominatori

α = (5)/(4)β ; γ = (1)/(2)β+15 ; (5β+4β+2β+60)/(4) = (720)/(4)

e una volta moltiplicati per 4 i due membri della terza equazione, il sistema lineare diviene

α = (5)/(4)β ; γ = (1)/(2)β+15 ; 5β+4β+2β+60 = 720

Non ci resta che isolare i termini con l'incognita al primo membro e sommare in seguito i monomi simili

α = (5)/(4)β ; γ = (1)/(2)β+15 ; 11β = 720−60 → β = (660)/(11) = 60

Dall'ultima equazione abbiamo scoperto che il secondo angolo misura 60°, per ricavare gli altri due è sufficiente sostituire il valore ottenuto nelle altre due equazioni e svolgere i semplici calcoli

α = (5)/(4)·60 = 75 ; γ = (1)/(2)·60+15 = 30+15 = 45 ; β = 60

Possiamo concludere quindi che l'ampiezza dei tre angoli del triangolo valgono rispettivamente

α = 75° , β = 60° , γ = 45°

Problema risolto!

Risposta di: Redazione di YouMath (Salvatore Zungri - Ifrit)
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