Zadan je pravokutnik ABCD. Za kvadrat DEFG vrijedi da je točka D vrh pravokutnika, točka E pripada dužini AB, točka F pripada dužini BC i ∣∠BEF∣=30∘. Ako je površina kvadrata DEFG36cm2, izračunaj opseg i površinu presjeka pravokutnika ABCD i kvadrata DEFG.
Točka H je presjek dužina DC i FG.
Površina kvadrata je 36cm2, pa je duljina stranice kvadrata 6 cm.
∣∠BEF∣=30∘ i ∣∠FED∣=90∘, pa je ∣∠DEA∣=60∘.
∣∠BEF∣=30∘ i ∣∠FBE∣=90∘, pa je ∣∠EFB∣=60∘.
∣∠DEA∣=60∘ i ∣∠EAD∣=90∘, pa je ∣∠ADE∣=30∘.
Trokuti △AED i △EBF su polovine jednakostraničnog trokuta u kojem vrijedi da je duljina hipotenuze dvostruko dulja od kraće katete.
Kako je ∣DE∣=∣EF∣=6, slijedi da je ∣AE∣=∣BF∣=3.
Neka je ∣AD∣=∣EB∣=x.
Primjenom Pitagorina poučka slijedi:
x2+32x=62=33
Znači, ∣AD∣=∣EB∣=33.
∣∠EFB∣=60∘ i ∣∠GFE∣=90∘, pa je ∣∠CFH∣=30∘.
∣∠CFH∣=30∘ i ∣∠HCF∣=90∘, pa je ∣∠FHC∣=60∘.
Trokut △HFC je također polovina jednakokračnog trokuta.
∣FC∣=∣BC∣−∣BF∣=33−3.
Neka je ∣HF∣=2∣CH∣=2y.
Iz Pitagorinog poučka slijedi y2+(33−3)2=4y2, odnosno (33−3)2=3y2, pa je
y2=3(33−3)2
i nadalje
y=333−3=3−3.
Stoga je
∣HF∣=2y=6−23
i
∣DH∣=∣DC∣−∣HC∣=3+33−(3−3)=43.
Presjek pravokutnika i kvadrata je trapez DEFH.
Opseg iznosi:
o=∣DE∣+∣EF∣+∣HF∣+∣DH∣=6+6+6−23+43=(18+23)cm.
Površina možemo izračunati tako da od površine pravokutnika ABCD oduzmemo površine dvaju sukladnih pravokutnih trokuta △AED i △EBF i površinu pravokutnog trokuta △FCH: