Určete obsah trojúhelníku $ABC$. Jsou dány velikosti dvou stran: $$|BC|=a=3\,\mathrm{cm}\ \mbox{ a }\ |AB|=c=2\,\mathrm{cm}$$ Dále jsou dány velikosti dvou vnitřních úhlů: $$|\sphericalangle BAC|=\alpha= 44^\circ \ \mbox{ a }|\sphericalangle ABC| = \beta = 108{,}4^\circ$$ Zaokrouhlete výsledek (v $\mathrm{cm}^2$) na jedno desetinné místo.
Josef použil dané délky stran a úhly k výpočtu obsahu trojúhleníku pomocí vztahu: $$S=\frac12\cdot a\cdot c\cdot \sin\beta$$ Jeho výpočet byl: $$S = \frac12\cdot 3\cdot 2\cdot \sin108{,}40^\circ \cong 2{,}8\,\mathrm{cm}^2$$ Tonda zvolil složitější postup a úlohu řešil v následujících krocích:
- Vypočítal chybějící vnitřní úhel: $$\gamma=180^\circ-(\alpha+\beta)=180^\circ -(44^\circ+108{,}4^\circ)=27{,}6^\circ$$
- Použil sinovou větu a vyjádřil délku strany $|AC| = b$: $$\frac{b}{\sin\beta}=\frac{a}{\sin\alpha}\Rightarrow b=\frac{\sin\beta}{\sin\alpha}\cdot a$$
- Poté vypočítal obsah trojúhleníku pomocí vzorce: $$S=\frac12\cdot b\cdot c\cdot \sin\gamma=\frac12\cdot \frac{\sin\beta}{\sin\alpha}\cdot a\cdot c\cdot \sin\gamma$$
Po dosazení nalezených hodnot vypočítal: $$S=\frac12\cdot\frac{\sin108{,}4^\circ}{\sin44^\circ}\cdot 3\cdot 2\cdot \sin27{,}6^\circ\approx 1{,}9\,\mathrm{cm}^2$$ Je zřejmé, že alespoň jeden student udělal chybu. Kdo udělal chybu a ve kterém kroku?
Josef udělal chybu. Použil nesprávný vzorec pro obsah trojúhelníku.
Josef udělal chybu. Použil správný vzorec pro výpočet obsahu, ale udělal chybu ve výpočtu, pravděpodobně kvůli tomu, že měl kalulačku nastavenou na radiány místo stupňů.
Tonda udělal chybu v kroku (1). Při výpočtu chybějícího vnitřního úhlu udělal numerickou chybu.
Tonda udělal chybu v kroku (2). K výpočtu velikosti strany b použil sinovou větu nesprávně.
Tonda udělal chybu v kroku (3). Použil nesprávný vzorec pro výpočet obsahu trojúhelníku. Správný vzorec pro obsah je polovina součinu délek dvou stran trojúhelníku a sinu úhlu, který svírají.
Tonda udělal chybu v kroku (3). Použil správný vzorec pro výpočet obsahu, ale udělal chybu ve výpočtu, pravděpodobně kvůli tomu, že měl kalkulačku nastavenou na radiány místo stupňů.
Úhel, který svírají strany $b$ a $c$, je úhel $\alpha$, proto: $$ S=\frac12\cdot b\cdot c\cdot \sin\alpha=\frac12\cdot \frac{\sin\beta}{\sin\alpha}\cdot a\cdot c\cdot \sin\alpha=\frac12\cdot a\cdot c\cdot \sin\beta.$$ Po dosazení hodnot: $$S=\frac12\cdot 3\cdot 2\cdot \sin108{,}40^\circ \cong 2{,}8\,\mathrm{cm}^2.$$