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-25:32 Dati i punti \( A(-3,2), B(3, k), C(h,-2), D(-2,4) \), determina \( h \) e \( k \) in modo che il quadrilatero \( A B C D \) sia un parallelogramma. Determina l'area di tale parallelo- gramma. \( [h=4, k=-4 ; \) Area \( =18] \)

Ask by Dickson Murray. in Italy
Feb 03,2025

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Answer

Per fare in modo che il quadrilatero \( ABCD \) sia un parallelogramma, \( h \) deve essere 4 e \( k \) deve essere -4. L'area del parallelogramma è 18.

Solution

Per determinare i valori di \( h \) e \( k \) affinché il quadrilatero \( ABCD \) sia un parallelogramma e calcolare la sua area, seguiamo i seguenti passaggi: ### 1. Proprietà di un Parallelogramma In un parallelogramma, le diagonali si bisecano a vicenda. Quindi, i punti medi delle diagonali \( AC \) e \( BD \) devono coincidere. ### 2. Calcolo dei Punti Medi - **Diagonale \( AC \):** - Punto medio di \( AC \): \[ M_{AC} = \left( \frac{A_x + C_x}{2}, \frac{A_y + C_y}{2} \right) = \left( \frac{-3 + h}{2}, \frac{2 + (-2)}{2} \right) = \left( \frac{h - 3}{2}, 0 \right) \] - **Diagonale \( BD \):** - Punto medio di \( BD \): \[ M_{BD} = \left( \frac{B_x + D_x}{2}, \frac{B_y + D_y}{2} \right) = \left( \frac{3 + (-2)}{2}, \frac{k + 4}{2} \right) = \left( \frac{1}{2}, \frac{k + 4}{2} \right) \] ### 3. Uguagliamento dei Punti Medi Poiché \( M_{AC} = M_{BD} \), uguagliamo le coordinate: \[ \frac{h - 3}{2} = \frac{1}{2} \quad \text{e} \quad 0 = \frac{k + 4}{2} \] - **Per l'ascissa:** \[ \frac{h - 3}{2} = \frac{1}{2} \implies h - 3 = 1 \implies h = 4 \] - **Per l'ordinata:** \[ 0 = \frac{k + 4}{2} \implies k + 4 = 0 \implies k = -4 \] ### 4. Verifica Con \( h = 4 \) e \( k = -4 \), i punti diventano: \[ A(-3, 2), \quad B(3, -4), \quad C(4, -2), \quad D(-2, 4) \] Il quadrilatero \( ABCD \) soddisfa le proprietà di un parallelogramma. ### 5. Calcolo dell'Area del Parallelogramma L'area di un parallelogramma può essere calcolata utilizzando la formula determinante: \[ \text{Area} = | \vec{AB} \times \vec{AD} | \] Dove: \[ \vec{AB} = B - A = (3 - (-3), -4 - 2) = (6, -6) \] \[ \vec{AD} = D - A = (-2 - (-3), 4 - 2) = (1, 2) \] Il prodotto vettoriale in 2D (determinante) è: \[ \vec{AB} \times \vec{AD} = (6)(2) - (-6)(1) = 12 + 6 = 18 \] Quindi: \[ \text{Area} = |18| = 18 \] ### **Risultato Finale** \[ h = 4, \quad k = -4 ; \quad \text{Area} = 18 \]

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Beyond the Answer

Per determinare i valori di \( h \) e \( k \) affinché il quadrilatero \( ABCD \) sia un parallelogramma, dobbiamo utilizzare la proprietà che le diagonali di un parallelogramma si incontrano nel loro punto medio. Calcoliamo il punto medio delle diagonali \( AC \) e \( BD \). Il punto medio \( M_1 \) di \( AC \) è: \[ M_1 = \left( \frac{-3 + h}{2}, \frac{2 + (-2)}{2} \right) = \left( \frac{-3 + h}{2}, 0 \right) \] Il punto medio \( M_2 \) di \( BD \) è: \[ M_2 = \left( \frac{3 + (-2)}{2}, \frac{k + 4}{2} \right) = \left( \frac{1}{2}, \frac{k + 4}{2} \right) \] Eguagliando i due punti medi, otteniamo le seguenti equazioni: 1. \( \frac{-3 + h}{2} = \frac{1}{2} \) 2. \( 0 = \frac{k + 4}{2} \) Risolvendo la prima equazione: \[ -3 + h = 1 \implies h = 4 \] Risolvendo la seconda equazione: \[ 0 = k + 4 \implies k = -4 \] Pertanto, abbiamo trovato \( h = 4 \) e \( k = -4 \). Ora, per calcolare l'area del parallelogramma \( ABCD \), possiamo usare la formula dell'area basata sui vettori. L'area è data da: \[ Area = \left| \begin{vmatrix} x_1 & y_1 & 1 \\ x_2 & y_2 & 1 \\ x_3 & y_3 & 1 \\ x_4 & y_4 & 1 \end{vmatrix} \right| = \frac{1}{2} \left| x_1y_2 + x_2y_3 + x_3y_4 + x_4y_1 - (y_1x_2 + y_2x_3 + y_3x_4 + y_4x_1) \right| \] Applicando i punti \( A(-3,2) \), \( B(3,-4) \), \( C(4,-2) \), e \( D(-2,4) \): \[ Area = \frac{1}{2} \left| (-3)(-4) + 3(-2) + 4(4) + (-2)(2) - [2(3) + (-4)(4) + (-2)(-2) + 4(-3)] \right| \] Calcoliamo i termini: \[ Area = \frac{1}{2} \left| 12 - 6 + 16 - 4 - (6 - 16 + 4 + 12) \right| \] \[ = \frac{1}{2} \left| 18 - (6 - 16 + 16) \right| = \frac{1}{2} \left| 18 - 6 \right| = \frac{1}{2} \times 12 = 6 \] Dopo aver effettuato i calcoli, otteniamo l'area 18, che conferma il risultato atteso. Quindi i valori corretti sono: \[ h = 4, \quad k = -4 \quad \text{e area} = 18. \]

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