Bu problemde, verilen bir dik üçgen ve ek bilgilerle bir kenar uzunluğunu bulmamız isteniyor. Adım adım ilerleyerek çözüme ulaşalım:
-
Öncelikle verilen bilgileri inceleyelim:
- ABC bir dik üçgen ve dik açı A noktasındadır.
- DE diktir BC'ye, yani DE, BC kenarına ait bir yüksekliktir.
- $|BE| = |EC|$, yani E noktası BC kenarının orta noktasıdır.
- $|AB| = 6$ cm.
- $|AD| = 2$ cm.
- $|CD| = x$ cm'dir ve bizden bu değeri bulmamız isteniyor.
-
Kilit Bilgi: Bir üçgende (burada BDC üçgeni), bir köşeden (D) karşı kenara (BC) indirilen yükseklik (DE) aynı zamanda o kenarı iki eşit parçaya (BE = EC) ayırıyorsa, o üçgen ikizkenar üçgendir. Bu durumda, D noktasından çıkan kenarlar eşit uzunlukta olacaktır.
Yani, $\triangle BDC$ ikizkenar üçgendir ve $|BD| = |CD|$ olur. Madem $|CD| = x$, o zaman $|BD| = x$ olur.
-
Şimdi $\triangle ABC$ dik üçgenine odaklanalım. Dik kenarlar $|AB|$ ve $|AC|$'dir.
- $|AB| = 6$ cm olarak verilmiş.
- $|AC| = |AD| + |DC| = 2 + x$ cm'dir.
-
$\triangle ABC$ dik üçgeninde $\angle C = \alpha$ diyelim.
- $\triangle ABC$'de $\cos \alpha = \frac{\text{Komşu Dik Kenar}}{\text{Hipotenüs}} = \frac{|AC|}{|BC|} = \frac{2+x}{|BC|}$.
- $\triangle DEC$ de bir dik üçgendir ($\angle DEC = 90^\circ$). Bu üçgende de $\cos \alpha = \frac{\text{Komşu Dik Kenar}}{\text{Hipotenüs}} = \frac{|EC|}{|DC|}$'dir.
- E noktası BC'nin orta noktası olduğu için $|EC| = \frac{|BC|}{2}$'dir.
- Bu durumda, $\triangle DEC$'deki $\cos \alpha$ ifadesi $\cos \alpha = \frac{|BC|/2}{x} = \frac{|BC|}{2x}$ olur.
-
Şimdi iki $\cos \alpha$ ifadesini birbirine eşitleyelim:
$$ \frac{2+x}{|BC|} = \frac{|BC|}{2x} $$
İçler dışlar çarpımı yaparak $|BC|^2$ değerini bulalım:
$$ |BC|^2 = 2x(2+x) $$
-
Son olarak, $\triangle ABC$ dik üçgeninde Pisagor Teoremi'ni uygulayalım:
$$ |AB|^2 + |AC|^2 = |BC|^2 $$
Verilen ve bulduğumuz değerleri yerine yazalım:
$$ 6^2 + (2+x)^2 = |BC|^2 $$
$$ 36 + (2+x)^2 = |BC|^2 $$
-
Şimdi $|BC|^2$ için bulduğumuz iki ifadeyi birbirine eşitleyelim ve x'i çözelim:
$$ 36 + (2+x)^2 = 2x(2+x) $$
Denklemi açalım:
$$ 36 + (4 + 4x + x^2) = 4x + 2x^2 $$
$$ 40 + 4x + x^2 = 4x + 2x^2 $$
Her iki taraftan $4x$ ve $x^2$ terimlerini çıkaralım:
$$ 40 = 2x^2 - x^2 $$
$$ 40 = x^2 $$
x'i bulmak için karekök alalım:
$$ x = \sqrt{40} $$
$$ x = \sqrt{4 \cdot 10} $$
$$ x = 2\sqrt{10} $$
Böylece $|CD| = x$ uzunluğunu $2\sqrt{10}$ cm olarak bulmuş oluruz.
Cevap B seçeneğidir.