Art of Mathematics

11 April 2008

Titik sudut persegi pada garis dan parabola

Diarsipkan di bawah: Geometri — Tag:, , , , , , , , , , , , , , — Johan @ 14.12

[China Competition 2005] Satu sisi dari persegi ABCD berada pada garis y=2x-17, dan dua titik sudut lainnya berada pada parabola y=x^2. Tentukan luas minimum dari persegi itu.

Solusi
Misalkan AB berada pada garis y=2x-17, dan koordinat dua titik lainnya adalah C(x_1,y_1) dan D(x_2,y_2). Karena AB\parallel CD, maka CD berada pada garis L dengan persamaan y=2x+b. Tetapi C dan D berada pada y=x^2, sehingga, dengan menggabungkan kedua persamaan, didapat x^2=2x+b. Jadi x_{1,2}=1\pm\sqrt{b+1}. Misalkan sisi persegi itu adalah a. Jadi

a^2=(x_1-x_2)^2+(y_1-y_2)^2

a^2=(x_1-x_2)^2+(2x_1-b-2x_2+b)^2

a^2=(x_1-x_2)^2+(2(x_1-x_2))^2

a^2=(x_1-x_2)^2+4(x_1-x_2)^2

a^2=5(x_1-x_2)^2

a^2=5(1+\sqrt{b+1}-1+\sqrt{b+1})^2

a^2=5(2\sqrt{b+1})^2

a^2=20(b+1).

Tanpa mengurangi keumuman, dapat diambil titik sembarang (6,-5) pada garis y=2x-17, dan jaraknya ke garis y=2x+b adalah a. Maka

a=\dfrac{|17+b|}{\sqrt5}.

Substitusikan nilai ini ke persamaan di atas, sehingga

\displaystyle\left(\frac{|17+b|}{\sqrt5}\right)^2=20(b+1)

\dfrac{289+34b+b^2}{5}=20b+20

289+34b+b^2=100b+100

b^2-66b+189=0

(b-3)(b-63)=0.

Maka didapat b_1=3, b_2=63. Jadi a^2=80 atau a^2=1280. Jadi a^2_{min}=80.

No Comments Yet »

Belum ada komentar.

RSS umpan untuk komentar-komentar dalam tulisan ini. URI Lacak Balik

Tinggalkan komentar

Blog pada WordPress.com.