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梯形的问题

原文链接:https://forum.iask.ca/threads/935287/

towerx : 2024-05-15#1
这是一个梯形,其中上底为12cm
,下底为 20cm. 梯形内部找到一个内接圆,这个圆与梯形的四条边都相切.
计算半径?

xchn818 : 2024-05-16#2
梯形斜边l
l平方=4r平方+16
l=6+10
r=√60

reed : 2024-05-17#3
梯形斜边l
l平方=4r平方+16
l=6+10
r=√60
内切圆是关键条件,请问你这个计算是怎样体现的?

xchn818 : 2024-05-17#4
内切圆是关键条件,请问你这个计算是怎样体现的?
如图
BC=BD
Ac=af
Ab=Ac+bc
Bh=2r
Ah=4
勾股定理

1000001901.jpg

reed : 2024-05-17#5
如图
BC=BD
Ac=af
Ab=Ac+bc
Bh=2r
Ah=4
勾股定理

浏览附件673856
你附加了一个条件,限定这是个等腰梯形,所以大大简化了计算。

但其实任意梯形都可以有内切圆,计算就很复杂了。

我可以证明,任意梯形具有内切圆的条件是两腰之和等于上下底之和,但再求内切圆半径的一般表达式,将涉及复杂的演算,我却步了 😜

xchn818 : 2024-05-17#6
你附加了一个条件,限定这是个等腰梯形,所以大大简化了计算。

但其实任意梯形都可以有内切圆,计算就很复杂了。

我可以证明,任意梯形具有内切圆的条件是两腰之和等于上下底之和,但再求内切圆半径的一般表达式,将涉及复杂的演算,我却步了 😜
梯形不一定有内切圆,如一个很狭长的梯形。不等腰梯形,也是一样的解法,多几个变量。

reed : 2024-05-17#7
梯形不一定有内切圆,如一个很狭长的梯形。不等腰梯形,也是一样的解法,多几个变量。
当然不是所有梯形都有內切圆,很高或很扁的显然不可能有。条件就是我上面说的,两腰长之和等于上下底长之和,符合这个条件的梯形才有內切圆。

不等腰梯形,要求解內切圆半径,复杂很多,但应该只用初等运算即可,也就是代数和三角函数,各种变换技巧。

reed : 2024-05-17#8
楼主 @towerx 有什么见解?可以分享一下吗 :unsure:

xchn818 : 2024-05-18#9
我算了一下,如果这道题不是等腰梯形,没有一般解,半径会随角度的不同而不同。譬如梯形顶边一头发生变化,为了保证内切,底边长度也变化,但变化长度和顶边不同,如果要维持条件中的边长,顶边另一方向需做反向变化,由于切点位置不同,底边变化不能保持另一端变化的比例相同。

reed : 2024-05-18#10
没错,如果不是等腰梯形,只给出上底和下底,则内切圆半径是不确定的。

在有内切圆和固定两底长的条件下,我把梯形的高 h 解出来(h = 2r),它是梯形两个底角的变量,所以没有一般解。只有在等腰梯形的条件下,楼主的题目才有解。

trapezoid.jpg

如果是等腰梯形,则两底角相等,于是由上式可推出腰长等于上下两底的平均值,再用勾股定理就可算出梯形的高,内切圆半径是高的一半。(正如4楼的结果)