1. **Enunciato del problema:**
Un'ellisse ha i fuochi nei punti $F_1=(0,-\frac{3}{2}\sqrt{2})$ e $F_2=(0,\frac{3}{2}\sqrt{2})$.
Si vuole iscrivere un rettangolo nell'ellisse con perimetro 12 e calcolarne la misura.
2. **Dati e formule:**
I fuochi sono sull'asse $y$, quindi l'ellisse è centrata nell'origine con equazione:
$$\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$$
con $b > a$ perché i fuochi sono sull'asse $y$.
La distanza focale è $c = \frac{3}{2}\sqrt{2}$.
Ricordiamo la relazione fondamentale:
$$c^2 = b^2 - a^2$$
3. **Determinare $a$ e $b$:**
L'ellisse è tangente a una retta (non specificata nel testo completo), ma per proseguire consideriamo che il rettangolo inscritto ha perimetro 12.
4. **Rettangolo inscritto nell'ellisse:**
Sia $(x,y)$ un vertice del rettangolo nel primo quadrante.
Allora i vertici sono $(x,y), (-x,y), (-x,-y), (x,-y)$.
Il perimetro è:
$$P = 2(2x + 2y) = 4(x + y) = 12 \implies x + y = 3$$
5. **Condizione di appartenenza all'ellisse:**
Il punto $(x,y)$ è sull'ellisse, quindi:
$$\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$$
6. **Espressione di $y$ in funzione di $x$:**
Da $x + y = 3$ otteniamo:
$$y = 3 - x$$
7. **Sostituzione nell'equazione dell'ellisse:**
$$\frac{x^2}{a^2} + \frac{(3 - x)^2}{b^2} = 1$$
8. **Relazione tra $a$, $b$ e $c$:**
$$c^2 = b^2 - a^2 = \left(\frac{3}{2}\sqrt{2}\right)^2 = \frac{9}{2}$$
9. **Sostituiamo $b^2 = a^2 + \frac{9}{2}$ nella precedente:**
$$\frac{x^2}{a^2} + \frac{(3 - x)^2}{a^2 + \frac{9}{2}} = 1$$
10. **Moltiplichiamo entrambi i membri per $a^2(a^2 + \frac{9}{2})$ per eliminare i denominatori:**
$$x^2 \left(a^2 + \frac{9}{2}\right) + (3 - x)^2 a^2 = a^2 \left(a^2 + \frac{9}{2}\right)$$
11. **Espandiamo e semplifichiamo:**
$$x^2 a^2 + \frac{9}{2} x^2 + a^2 (9 - 6x + x^2) = a^4 + \frac{9}{2} a^2$$
12. **Raccogliamo i termini:**
$$x^2 a^2 + \frac{9}{2} x^2 + 9 a^2 - 6 a^2 x + a^2 x^2 = a^4 + \frac{9}{2} a^2$$
13. **Sommiamo i termini simili:**
$$2 a^2 x^2 + \frac{9}{2} x^2 - 6 a^2 x + 9 a^2 = a^4 + \frac{9}{2} a^2$$
14. **Portiamo tutto a sinistra:**
$$2 a^2 x^2 + \frac{9}{2} x^2 - 6 a^2 x + 9 a^2 - a^4 - \frac{9}{2} a^2 = 0$$
15. **Semplifichiamo i termini costanti:**
$$2 a^2 x^2 + \frac{9}{2} x^2 - 6 a^2 x + \left(9 a^2 - \frac{9}{2} a^2 - a^4\right) = 0$$
16. **Calcoliamo la parentesi:**
$$9 a^2 - \frac{9}{2} a^2 = \frac{9}{2} a^2$$
Quindi:
$$2 a^2 x^2 + \frac{9}{2} x^2 - 6 a^2 x + \frac{9}{2} a^2 - a^4 = 0$$
17. **Questa è un'equazione in $x$ con parametri $a$; per trovare $a$ e $x$ si può procedere con metodi numerici o ulteriori condizioni, ma il problema chiede la misura del rettangolo con perimetro 12, quindi possiamo trovare $x$ e $y$ in funzione di $a$ e poi scegliere $a$ che soddisfa la condizione.
18. **Riassumendo:**
- Il rettangolo ha lati $2x$ e $2y$ con $x + y = 3$.
- Il punto $(x,y)$ è sull'ellisse con $b^2 = a^2 + \frac{9}{2}$.
19. **Conclusione:**
Il problema richiede di calcolare le misure del rettangolo inscritto con perimetro 12, quindi i lati sono:
$$\text{Lato}_x = 2x, \quad \text{Lato}_y = 2y = 2(3 - x) = 6 - 2x$$
20. **Risposta finale:**
Le misure del rettangolo inscritto nell'ellisse con perimetro 12 sono $2x$ e $6 - 2x$, dove $x$ soddisfa:
$$\frac{x^2}{a^2} + \frac{(3 - x)^2}{a^2 + \frac{9}{2}} = 1$$
con $a$ e $b$ legati da $b^2 - a^2 = \frac{9}{2}$.
Per un valore specifico di $a$ si può risolvere numericamente per $x$ e quindi ottenere le misure precise del rettangolo.
Rettangolo Ellisse Ce62A9
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