Autor Tema: Distancia circuncentro a incentro

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14 Noviembre, 2023, 11:47 pm
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ancape

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Hola

Problema del día:

Hoy presento un resultado muy conocido 'El Teorema geométrico de Euler'. En https://es.wikipedia.org/wiki/Teorema_geom%C3%A9trico_de_Euler podéis ver una demostración sintética de las muchas que existen. El teorema dice que en cualquier triángulo, la distancia entre circuncentro e incentro es \( \sqrt[ ]{R(R-2r)} \) siendo R y r los radios respectivos de ambos círculos. Merece la pena emplear algún tiempo en buscar una demostración analítica y otra sintética (no vale poner la de Wikipedia) de este hecho.

Saludos

15 Noviembre, 2023, 02:27 am
Respuesta #1

Richard R Richard

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Hola, me parece super difícil de resolver pero no tanto de plantear, no he mirado la wiki para no alienarme, y de Euler , siempre he sabido buenas cosas pero de esto no conocía nada, así que va mi improvisado planteo.

para calcular el circuncentro

$$R^2=(x_A-x_{cc})^2+(y_A-y_{cc})^2=(x_B-x_{cc})^2+(y_B-y_{cc})^2=(x_C-x_{cc})^2+(y_C-y_{cc})^2$$

Para el incentro es más difícil

La recta que contiene el lado AB

$$\dfrac{y_A-y_B}{x_A-x_B}=\dfrac{y_{iAB}-y_B}{x_{iAB}-x_B}$$ donde iAB es el punto de tangencia de la circunferencia inscrita sobre el lado AB y es donde se corta la normal y el lado AB a 90°

así que la recta que cruza pasa por el incentro

$$-\dfrac{x_A-x_B}{y_A-y_B}=\dfrac{y_{ic}-y_{iAB}}{x_{ic}-x_{iAB}}$$

se debe cumplir que

$$r^2=(x_{ic}-x_{iAB})^2+(y_{ic}-y_{iAB})^2$$

planteando lo mismo para los otros dos lados


$$\dfrac{y_B-y_C}{x_B-x_C}=\dfrac{y_{iBC}-y_C}{x_{iBC}-x_C}$$ donde iBC es el punto de tangencia de la circunferencia inscrita sobre el lado BC

$$-\dfrac{x_B-x_C}{y_B-y_C}=\dfrac{y_{ic}-y_{iBC}}{x_{ic}-x_{iBC}}$$

$$r^2=(x_{ic}-x_{iBC})^2+(y_{ic}-y_{iBC})^2$$


$$\dfrac{y_C-y_A}{x_C-x_A}=\dfrac{y_{iCA}-y_A}{x_{iCA}-x_A}$$ donde iCA es el punto de tangencia de la circunferencia inscrita sobre el lado CA

$$-\dfrac{x_C-x_A}{y_C-y_A}=\dfrac{y_{ic}-y_{iCA}}{x_{ic}-x_{iCA}}$$

$$r^2=(x_{ic}-x_{iCA})^2+(y_{ic}-y_{iCA})^2$$


Luego hay que despejar y calcular

$$d=\sqrt{(x_{ic}-x_{cc})^2+(y_{ic}-y_{cc})^2}$$

Hecho esto miro como lo hizo Euler para ver lo que no se me ocurrió.


Saludos
Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

15 Noviembre, 2023, 12:31 pm
Respuesta #2

ancape

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$$R^2=(x_A-x_{cc})^2+(y_A-y_{cc})^2=(x_B-x_{cc})^2+(y_B-y_{cc})^2=(x_C-x_{cc})^2+(y_C-y_{cc})^2$$
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$$r^2=(x_{ic}-x_{iAB})^2+(y_{ic}-y_{iAB})^2$$
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$$r^2=(x_{ic}-x_{iBC})^2+(y_{ic}-y_{iBC})^2$$
.......

$$r^2=(x_{ic}-x_{iCA})^2+(y_{ic}-y_{iCA})^2$$
..........

Luego hay que despejar y calcular

$$d=\sqrt{(x_{ic}-x_{cc})^2+(y_{ic}-y_{cc})^2}$$

Hecho esto miro como lo hizo Euler para ver lo que no se me ocurrió.


Hola
Me parece meritorio el trabajo que te has tomado para hallar \( R^2 \) y \( r^2 \) a partir de las coordenadas de A,B,C y los puntos de tangencia de la circunferencia inscrita. Pero no veo forma de 'despejar y calcular' en la expresión $$d=\sqrt{(x_{ic}-x_{cc})^2+(y_{ic}-y_{cc})^2}$$ para obtener una relación entre d,R,r.
Yo mas bien sustituiría las expresiones de \( d \), \( R \) y \( r \) obtenidas en \( d^2=R^2-2Rr \) y trataría de eliminar todo y que quede 0=0.

En cuanto a mirar la demostración de Euler, eso quisiera yo. En Wikipedia hay una demostración pero no creo que sea la original de Euler. Si la consigues me la pasas. Gracias.

Saludos