Zadan je četverokut ABCD. Ako je ∣AB∣=6cm, ∣AD∣=4cm, ∠DAB=∠ABC=60∘ i ∠ADC=90∘, izračunajte duljine dijagonala i površinu toga četverokuta.
Prvo rješenje.
U vrhu C, četverokuta ABCD, povučemo paralelu sa stranicom AD. Zatim u točki E, u kojoj ta paralela siječe stranicu AB, povučemo paralelu sa stranicom CD. Točku u kojoj ta paralela siječe stranicu AD označimo s G. Time smo četverokut ABCD podijelili na pravokutnik GECD, jednakostraničan trokut EBC te pravokutni trokut AEG, kao na slici.
Uz oznake kao na slici, iz pravokutnog trokuta AEG, slijedi
cos60∘=6−b4−b,
odnosno b=2cm.
Tada je ∣AG∣=4−2=2cm, ∣AE∣=6−2=4cm,
∣DC∣=∣GE∣=42−22=23cm.
Duljinu dijagonale AC računamo koristeći Pitagorin poučak za trokut ACD:
∣AC∣=27cm.
Duljinu dijagonale BD računamo iz pravokutnog trokuta NBD, gdje je točka N nožište okomice povučene iz vrha D na stranicu AB.
Iz pravokutnog trokuta AND imamo redom:
∣DN∣=4sin60∘=23cm,∣AN∣=4cos60∘=2cm.
Tada je ∣NB∣=6−2=4cm, a
∣BD∣=∣DN∣2+∣NB∣2=28=27cm.
Površinu danog četverokuta možemo računati kao zbroj površina pravokutnika GECD, trokuta EBC i trokuta AEG.
P=PAEG+PEBC+PGECD=22⋅23+443+2⋅23=73cm2.
Drugo rješenje.
Produžimo stranice AD i BC preko vrhova D i C tako da se sijeku u točki F, vrhu trokuta ABF.
Dobiveni trokut ABF je jednakostraničan trokut.
Kako je ∣DF∣=2cm, a ∠DFC=60∘ iz pravokutnog trokuta FDC slijedi da je
∣DC∣=2⋅tg60∘=23cm.
Tada duljinu dijagonale AC računamo iz pravokutnog trokuta ADC s pomoću Pitagorina poučka.
∣AC∣=∣AD∣2+∣DC∣2=16+12=27cm.
Duljinu dijagonale BD računamo iz pravokutnog trokuta NBD, gdje je točka N nožište okomice povučene iz vrha D na stranicu AB.
Iz pravokutnog trokuta AND imamo redom:
∣DN∣=4sin60∘=23cm,∣AN∣=4cos60∘=2cm.
Tada je ∣NB∣=6−2=4cm, a
∣BD∣=∣DN∣2+∣NB∣2=28=27cm.
Površina danog četverokuta je razlika površina trokuta ABF i trokuta FDC: