一個等腰三角形的兩個頂點是$(2, 0)$和$(2, 5)$。如果等腰邊的長度是3,求第三個頂點。


已知

一個等腰三角形的兩個頂點是$(2, 0)$和$(2, 5)$。

要求

如果等腰邊的長度是3,我們需要找到第三個頂點。

設等腰三角形$\triangle ABC$的兩個頂點為$A (2, 0)$和$B (2, 5)$,第三個頂點的座標為$C(x, y)$。

我們知道,

兩點\( \mathrm{A}\left(x_{1}, y_{1}\right) \)和\( \mathrm{B}\left(x_{2}, y_{2}\right) \)之間的距離為\( \sqrt{\left(x_{2}-x_{1}\right)^{2}+\left(y_{2}-y_{1}\right)^{2}} \)。

因此,

\( \mathrm{AC}=\sqrt{\left(x_{2}-x_{1}\right)^{2}+\left(y_{2}-y_{1}\right)^{2}} \)
\( =\sqrt{(x-2)^{2}+(y-0)^{2}} \)
\( =\sqrt{(x-2)^{2}+y^{2}} \)
\( \Rightarrow \sqrt{(x-2)^{2}+y^{2}}=3 \)

兩邊平方,得到:
\( (x-2)^{2}+y^{2}=9 \) 
\( x^{2}-4 x+4+y^{2}=9 \)
\( x^{2}+y^{2}-4 x=9-4=5 \)......(i)

\( \mathrm{BC}=\sqrt{(x-2)^{2}+(y-5)^{2}} \)

\( \sqrt{(x-2)^{2}+(y-5)^{2}}=3 \)

兩邊平方,得到:

\( (x-2)^{2}+(y-5)^{2}=9 \)
\( x^{2}-4 x+4+y^{2}-10 y+25=9 \)

\( x^{2}+y^{2}-4 x-10 y=9-4-25=-20 \).......(ii)
用(i)減去(ii),得到:
\( 10 y=25 \)

\( y=\frac{25}{10} \)

\( =\frac{5}{2} \)
將\( y \)的值代入(i),得到:
\( x^{2}-4 x+\left(\frac{5}{2}\right)^{2}=5 \)

\( x^{2}-4 x+\frac{25}{4}-5=0 \)

\( 4 x^{2}-16 x+25-20=0 \)

\( 4 x^{2}-16 x+5=0 \)

\( x=\frac{-(-16) \pm \sqrt{(-16)^{2}-4 \times 4 \times 5}}{2 \times 4} \)

\( =\frac{16 \pm \sqrt{16 \times 11}}{8} \)

\( =\frac{16 \pm 4 \sqrt{11}}{8} \)

\( =\frac{4 \pm \sqrt{11}}{2} \)

\( =2 \pm \frac{\sqrt{11}}{2} \)
因此,第三個頂點的座標為\( \left(2+\frac{\sqrt{11}}{2}, \frac{5}{2}\right) \)或\( \left(2-\frac{\sqrt{11}}{2}, \frac{5}{2}\right) \)。

更新於: 2022年10月10日

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