h r = 1 gricha - v8253 - 25.6.2022
Een (gelijkbenig) trapezium wordt ingeschreven in een halve cirkel met straal 1. De grote basis valt samen met de middellijn van de halve cirkel.
Welke hoogte (h) moet het trapezium hebben opdat zijn oppervlakte zo groot mogelijk zou zijn ?
A.   1op2
B.   2op3
C.   3op4
D.   v2op2
E.   3op2
A    B    C    D    E

[ 5-8253 - op net sinds 17.9.2017-(E)-8.11.2024 ]

Translation in   E N G L I S H

IN CONSTRUCTION

Oplossing - Solution

h 1 r = 1
De grote basis is gelijk aan 2 (dubbel van de straal). De kleine basis is een koorde die evenwijdig is met de grote basis (middellijn) en door de stelling van Pythagoras een lengte heeft van  \(2\sqrt{1-h^2}\).
De oppervlakte S van het trapezium is bijgevolg \(S = \frac{1}{2}h\left(2\sqrt{1-h^2}+2\right)=h\;\sqrt{1-h^2}+h\).
Om een extremum (minimum) van S te bepalen bereken we de afgeleide van S naar h :
\(D_h\;S\;=D_h\;\left(h\;\sqrt{1-h^2}+h\right)=\sqrt{1-h^2}+h.\frac{-2h}{2\sqrt{1-h^2}}+1=\frac{1-h^2-h^2}{\sqrt{1-h^2}}+1=\frac{1-2h^2}{\sqrt{1-h^2}}+1\)
Nulwaarden verkrijg je door oplossen (in ] 0, 1 [ ) van
\(1=\frac{2h^2-1}{\sqrt{1-h^2}}\;\;\Leftrightarrow\;\;\sqrt{1-h^2}=2h^2-1\;\;\Leftrightarrow\;\;1-h^2=4h^4-4h^2+1\\\;\;\Leftrightarrow\;\;4h^4-3h^2=0\;\;\Leftrightarrow\;\;4h^2-3=0\;\;\Leftrightarrow\;\;\ h^2=\frac{3}{4}\;\;\Leftrightarrow\;\;\ h=\frac{\sqrt3}{2}\)
Als er inderdaad een maximum is voor S (wat de opgave suggereert),
dan kan dit alleen zijn voor een hoogte van  \(\frac{\sqrt3}{2}\approx 0,866\)
gricha