Finding Side Length in a Triangle with Bisectors

MathematicsTrigonometry and GeometryHardSTEM

Published:

In triangle $ABC$, the angle at $B$ is $90^\circ$. $AQ$ is the angle bisector of $\angle A$ and $CP$ is the angle bisector of $\angle C$.

Given:

$AQ = 9$

$CP = 8\sqrt{2}$

$AC = ?$

This question includes visual content: A right-angled triangle ABC with the right angle at vertex B. Point P lies on the side AB and point Q lies on the side BC. A line segment AQ connects vertex A to point Q. A line segment CP connects vertex C to point P. The angle BAC is bisected by the line segment AQ, indicated by two equal green arcs. The angle BCA is bisected by the line segment CP, indicated by two equal blue arcs. The given lengths are segment AQ = 9 and segment CP = 8 times the square root of 2. The question asks for the length of segment AC.

Animated Video Solution

The first half plays free, the full solution is in the app.

Step by Step Written Solution

1
Step 1

Merhaba arkadaşlar. Bu geometri probleminde bizden AC uzunluğunu bulmamız isteniyor. Verilenlere göre AQ dokuz, CP ise sekiz karekök iki birim.

Verilenler

- $AQ = 9$

- $CP = 8\sqrt{2}$

- $AC = ?$

2
Step 2

Şimdi şekle dikkatle bakalım. A ve C köşelerinde renkli açılar var. Bu tür sorularda bu işaretleme, genellikle bu doğruların **açıortay** (angle bisector) olduğunu gösterir. Çözüme bu varsayımla yaklaşacağız.

Analiz

Renkli açılar $\Rightarrow$ Açıortay

ABCQP
3
Step 3

Bu durumda A açısına iki alfa, C açısına iki beta diyelim. Dik üçgen olduğu için A artı C doksan derecedir. Yani alfa artı beta kırk beş derece olur.

$$2\alpha + 2\beta = 90^\circ \implies \alpha + \beta = 45^\circ$$
4
Step 4

Önce ABQ üçgenine odaklanalım. Kosinüs alfa, komşu kenar c bölü hipotenüs dokuzdur. Buradan c kenarını dokuz çarpı kosinüs alfa olarak yazabiliriz.

Kenar Bağıntıları

$$\text{ABQ'de: } \cos \alpha = \frac{c}{9} \implies c = 9 \cos \alpha$$
5
Step 5

Aynı şekilde CBP üçgeninde, kosinüs beta eşittir a bölü sekiz karekök iki. Buradan a kenarını da yazalım.

$$\text{CBP'de: } \cos \beta = \frac{a}{8\sqrt{2}} \implies a = 8\sqrt{2} \cos \beta$$
6
Step 6

Beta yerine kırk beş eksi alfa yazarak a'yı düzenleyelim. Kosinüs fark formülünü kullanırsak...

7
Step 7

Kosinüs kırk beş eksi alfanın açılımını yapıp sadeleştirdiğimizde, a eşittir sekiz parantezinde kosinüs alfa artı sinüs alfa buluruz.

$$\cos(45^\circ-\alpha) = \frac{\sqrt{2}}{2}(\cos\alpha + \sin\alpha)$$
$$a = 8(\cos\alpha + \sin\alpha)$$
8
Step 8

Şimdi büyük ABC üçgenine dönelim. Tanjant A, yani tanjant iki alfa, karşı bölü komşu yani a bölü c'ye eşittir.

Temel Denklem

$$\tan(2\alpha) = \frac{a}{c}$$
9
Step 9

Bulduğumuz a ve c ifadelerini yerine koyalım.

10
Step 10

Bu ifadeyi sadeleştirirsek, sağ taraf sekiz bölü dokuz çarpı bir artı tanjant alfa olur.

11
Step 11

Sol taraftaki tanjant iki alfayı yarım açı formülüyle açalım. Bunu t cinsinden yazalım, t eşittir tanjant alfa olsun.

12
Step 12

Her iki tarafı sadeleştirelim. t birden küçük olduğu için bir artı t'leri götürebiliriz.

The rest of this solution is on Solvi

11 more steps are locked. Watch the full animated, narrated solution for free.

Snap a photo, solve any question like this.

Download on the App Store Get it on Google Play

Free to download · First solutions are on us

100K+Questions solved daily
50K+Students learning
4.8 ★App Store rating

About This Question

Subject
Mathematics
Topic
Trigonometry and Geometry
Difficulty
Hard
Exam
STEM
Question Type
Open Ended

Solve any question in seconds

Snap a photo and AI explains it step by step with voice and animation.

Download on the App Store Get it on Google Play
Solvi
The full solution is in the appFree to download · First solutions are on us
Get