
- trougao.png (796 Bajta) Pogledano 643 puta
Sa slike je
[dispmath]c=a\cos\beta+b\cos\alpha[/dispmath]
Posmatrajmo kako se dužina stranice [inlmath]c[/inlmath] menja s promenom dužina [inlmath]a[/inlmath] i [inlmath]b[/inlmath], pri čemu zbir [inlmath]a+b[/inlmath] održavamo konstantnim.
Na osnovu kosinusne teoreme,
[dispmath]c^2=a^2+b^2-2ab\cos\gamma\\
c^2=a^2+b^2-2ab\cos120^\circ\\
c^2=a^2+b^2-\cancel2ab\cdot\left(-\frac{1}{\cancel2}\right)\\
c^2=a^2+b^2+ab\\
c^2=\left(a+b\right)^2-ab[/dispmath]
Pošto je [inlmath]a+b[/inlmath] konstantno, označimo ga npr. sa [inlmath]k[/inlmath], a [inlmath]b[/inlmath] izrazimo preko [inlmath]a[/inlmath]:
[dispmath]a+b=k\\
b=k-a[/dispmath]
Uvrstimo u prethodnu jednakost,
[dispmath]c^2=k^2-a\left(k-a\right)\\
c=\sqrt{a^2-ka+k^2}[/dispmath]
Tražimo za koje [inlmath]a[/inlmath] će dužina [inlmath]c[/inlmath] biti minimalna. To radimo tako što prvi izvod [inlmath]c[/inlmath] po [inlmath]a[/inlmath] izjednačimo s nulom:
[dispmath]c'_a=\left(\sqrt{a^2-ka+k^2}\right)'_a=\frac{1}{2\sqrt{a^2-ka+k^2}}\cdot\left(2a-k\right)=0\quad\Rightarrow\quad a=\frac{k}{2}[/dispmath][dispmath]b=k-a=k-\frac{k}{2}=\frac{k}{2}\quad\Rightarrow\quad a=b[/dispmath]
(Može se dokazati da je u pitanju minimum a ne maksimum, tako što tražimo drugi izvod i pokazujemo da je on za tu vrednost [inlmath]a[/inlmath] pozitivan. To prepuštam tebi.)
Odavde sledi da će, pri konstantnom zbiru [inlmath]a+b[/inlmath], dužina [inlmath]c[/inlmath] biti minimalna onda kada je [inlmath]a=b[/inlmath], tj. kada je trougao jednakokraki, a to znači kada su mu uglovi [inlmath]\alpha[/inlmath] i [inlmath]\beta[/inlmath] jednaki. Tada će važiti
[dispmath]\alpha+\beta=180^\circ-120^\circ=60^\circ\quad\Rightarrow\quad\alpha=\beta=30^\circ[/dispmath]
i u tom slučaju će važiti
[dispmath]c=a\cos\beta+b\cos\alpha=\frac{k}{2}\cos30^\circ+\frac{k}{2}\cos30^\circ=k\cos30^\circ=\frac{\sqrt3}{2}k=\frac{\sqrt3}{2}\left(a+b\right)[/dispmath]
Pošto je to slučaj kada [inlmath]c[/inlmath] ima najmanju vrednost, zaključujemo da [inlmath]c[/inlmath] u opštem slučaju može imati ili tu vrednost ili veću, tj.
[dispmath]c\ge\frac{\sqrt3}{2}\left(a+b\right)[/dispmath]