I lati di un triangolo e le loro proiezioni

Esiste una formula, in nome della quale, conoscendo i tre lati di un triangolo qualsiasi si possa trovare la proiezione di un lato su un altro lato dello stesso triangolo?
Francesco Uccello
14 giugno 2001
Sì, ed è molto semplice. Siano a, b, c le misure dei lati di un triangolo ABC, siano m, be g le misure degli angoli rispettivamente opposti.

La proiezione di a su b (per esempio) è la lunghezza del segmento CH, dove H è la proiezione di B su AC:

CH = acosg.

D'altra parte, per il teorema del coseno risulta

c2 = a2 + b2 - 2abcosg,

da cui

cosg = (a2 + b2 - c2)/(2ab)

e quindi

CH = (a2 + b2 - c2)/(2b).

Si osservi che se g è retto allora acosg è nullo; se g è ottuso allora acos(g) è negativo: il prodotto acos(g) fornisce un risultato con segno, a seconda che la proiezione del punto B su AC cada internamente o esternamente ad AC.

Si ottiene il seguente risultato generale, che può essere definito da una funzione, in cui l'ordine degli argomenti è essenziale: in un triangolo di lati a, b, c la proiezione di a su b è data dalla funzione

pro(a, b, c) := (a2 + b2 - c2)/(2b).

Ecco una implementazione di tale funzione e qualche semplice esempio.

Si osservi ancora che:
- il risultato è sensato se tra le misure di a, b, c vale la disuguaglianza triangolare;
- in un triangolo la proiezione di un lato su un altro è una funzione razionale delle misure dei lati.

Lo stesso risultato può essere ottenuto senza far ricorso alla misura degli angoli, ma utilizzando semplicemente il teorema di Pitagora.
Vediamo come: se indichiamo con b1e b2 rispettivamente le lunghezze di CH e AH risulta

BH2 = a2 - b12,

BH2 = c2 - b22

da cui

a2 - b12 = c2 - b22

e poiché b2 = b - b1 risulta

a2 - b12 = c2 - (b - b1)2

da cui

b1 = (a2 + b2 - c2)/(2b),

che è lo stesso risultato già ottenuto. Tale conclusione, con qualche semplice variazione nell'applicazione del teorema di Pitagora, continua a valere anche nel caso in cui H cada esternamente a CA.

Michele Impedovo Dipartimento di teoria delle decisioni, Università Bocconi, Milano

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