Question

Difficulty: HardÜçgende Alan

ABC bir üçgendir. D noktası [BC] kenarı üzerinde, E noktası [AC] kenarı üzerindedir. ∣BD∣=3∣DC∣|BD| = 3|DC| ve ∣AE∣=2∣EC∣|AE| = 2|EC| eşitlikleri veriliyor. [AD] ve [BE] doğru parçaları K noktasında kesişmektedir.

Buna göre, Alan(AKE) / Alan(ABC) oranı kaçtır?

  1. A
    233\frac{2}{33}
  2. 433\frac{4}{33}Answer
  3. C
    533\frac{5}{33}
  4. D
    211\frac{2}{11}
  5. E
    411\frac{4}{11}

Answer

4/33
Soruyu çözmek için 'Alan Taban İlişkisi' ve 'Menelaus Teoremi' (veya Kütle Merkezi Yöntemi) kullanılır. İlk olarak Menelaus teoremi ile K noktasının [AD] üzerindeki konumu belirlenir (∣AK∣/∣KD∣=8/3|AK|/|KD| = 8/3). Daha sonra Alan(AKE)\text{Alan}(AKE), Alan(ADC)\text{Alan}(ADC) içinde kenar oranlarına göre hesaplanır (811⋅23\frac{8}{11} \cdot \frac{2}{3}). Son olarak Alan(ADC)\text{Alan}(ADC)'nin tüm alana oranı (14\frac{1}{4}) ile çarpılarak sonuca ulaşılır.

Step-by-Step Solution

1
Verilen oranları kenarlara yerleştirme
∣BD∣=3k,∣DC∣=k⇒∣BC∣=4k|BD| = 3k, |DC| = k \Rightarrow |BC| = 4k ve ∣AE∣=2m,∣EC∣=m⇒∣AC∣=3m|AE| = 2m, |EC| = m \Rightarrow |AC| = 3m.
Alan oranlarını bulmak için kenar uzunlukları arasındaki ilişkiyi belirlememiz gerekir.
2
Menelaus Teoremi'ni uygulama
ADC üçgeninde B-K-E keseni için Menelaus: ∣CE∣∣EA∣⋅∣AK∣∣KD∣⋅∣DB∣∣BC∣=1\frac{|CE|}{|EA|} \cdot \frac{|AK|}{|KD|} \cdot \frac{|DB|}{|BC|} = 1 (Hatalı yön) -> Doğru yön C köşesinden başlar: ∣CE∣∣EA∣⋅∣AK∣∣KD∣⋅∣DB∣∣BC∣\frac{|CE|}{|EA|} \cdot \frac{|AK|}{|KD|} \cdot \frac{|DB|}{|BC|} değil, B−K−EB-K-E doğrusu ADAD ve ACAC kenarlarını kestiği için CC köşesinden: ∣CE∣∣EA∣⋅∣AK∣∣KD∣⋅∣DB∣∣BC∣\frac{|CE|}{|EA|} \cdot \frac{|AK|}{|KD|} \cdot \frac{|DB|}{|BC|} formülü yerine kütle merkezi veya doğru Menelaus sırası kullanılır: ∣CB∣∣BD∣⋅∣DK∣∣KA∣⋅∣AE∣∣EC∣=1\frac{|CB|}{|BD|} \cdot \frac{|DK|}{|KA|} \cdot \frac{|AE|}{|EC|} = 1 değil.
Doğru Menelaus (ADC üçgeni, B-K-E keseni): ∣CB∣∣BD∣…\frac{|CB|}{|BD|} \dots Hayır, B noktası uzantıda.
En pratik yöntem: ∣AE∣∣EC∣⋅∣CB∣∣BD∣⋅∣DK∣∣KA∣=1⇒21⋅43⋅∣DK∣∣KA∣=1⇒∣DK∣∣KA∣=38\frac{|AE|}{|EC|} \cdot \frac{|CB|}{|BD|} \cdot \frac{|DK|}{|KA|} = 1 \Rightarrow \frac{2}{1} \cdot \frac{4}{3} \cdot \frac{|DK|}{|KA|} = 1 \Rightarrow \frac{|DK|}{|KA|} = \frac{3}{8}.
K noktasının [AD] üzerindeki oranını bulmak (AK/KD) alan paylaşımı için gereklidir. ∣AK∣=8x,∣KD∣=3x|AK|=8x, |KD|=3x bulunur.
3
Alan(AKE) ile Alan(ADC) ilişkisini kurma
Alan(AKE)Alan(ADC)=∣AK∣∣AD∣⋅∣AE∣∣AC∣=811⋅23=1633\frac{\text{Alan}(AKE)}{\text{Alan}(ADC)} = \frac{|AK|}{|AD|} \cdot \frac{|AE|}{|AC|} = \frac{8}{11} \cdot \frac{2}{3} = \frac{16}{33}.
Ortak A açısına sahip üçgenlerin alanları, açıyı oluşturan kenarların çarpımı ile orantılıdır (Sinüs alan formülü gereği).
4
Alan(ADC) ile Alan(ABC) ilişkisini kurma
Alan(ADC)Alan(ABC)=∣DC∣∣BC∣=14\frac{\text{Alan}(ADC)}{\text{Alan}(ABC)} = \frac{|DC|}{|BC|} = \frac{1}{4}.
Yükseklikleri eşit olan üçgenlerin alanları tabanları ile orantılıdır.
5
Sonuç oranını hesaplama
Alan(AKE)Alan(ABC)=1633⋅14=433\frac{\text{Alan}(AKE)}{\text{Alan}(ABC)} = \frac{16}{33} \cdot \frac{1}{4} = \frac{4}{33}.
Zincirleme oranları çarparak istenen sonucu buluruz.

Key Concept

Üçgende Alan Paylaştırma ve Menelaus Teoremi

Hints

1
Önce ADC üçgeni içinde K noktasının [AD] kenarını hangi oranda böldüğünü bulmaya çalışın.
2
ADC üçgeni ve B-K-E keseni için Menelaus teoremini uygulayarak AK/KD oranını bulun.
3
AK/KD = 8/3 bulduktan sonra, AKE alanını Sinüs Alan formülü mantığıyla (kenar çarpımları) ADC alanına oranlayın, sonra ADC'yi ABC'ye oranlayın.

Practice More

Benzer bir soruyu Menelaus yerine 'Kelebek Benzerliği' oluşturacak şekilde paralel çizerek çözmeyi deneyin.

Alternative Method

Kütle Merkezi (Bariçentrik Koordinatlar) Yöntemi: C noktasına 3 birim kütle koyarsak, |BD|=3|DC| olduğu için B noktasına 1 birim, |AE|=2|EC| olduğu için A noktasına 1.5 birim kütle düşer. Tam sayılarla çalışmak için hepsini 2 ile genişletelim: m(C)=6,m(B)=2,m(A)=3m(C)=6, m(B)=2, m(A)=3. Bu durumda D noktasındaki yük 8, E noktasındaki yük 9 olur. K noktası [AD] üzerinde olduğu için m(A)⋅∣AK∣=m(D)⋅∣KD∣⇒3∣AK∣=8∣KD∣m(A)\cdot |AK| = m(D)\cdot |KD| \Rightarrow 3|AK| = 8|KD|. Buradan oran 8/38/3 kolayca bulunur.
Estimated Time:2m 30s
Rate this question