All about flooble | fun stuff | Get a free chatterbox | Free JavaScript | Avatars    
perplexus dot info

Home > Shapes > Geometry
More Tangential Trapezoids (Posted on 2022-12-16) Difficulty: 4 of 5
In A Tangential Trapezoid, Jer describes a specific isosceles tangential trapezoid. I am going to generalize that idea.

How many isosceles tangential trapezoids exist where all their sides and diagonals are whole numbers and all those dimensions are at most 1000?

An example is a trapezoid with bases 6 and 20, lateral sides of 13, and diagonals of 17.

Bonus challenge: How many of these trapezoids have all dimensions at most 100,000?

No Solution Yet Submitted by Brian Smith    
No Rating

Comments: ( Back to comment list | You must be logged in to post comments.)
Some Thoughts computer solution (hope it's right--see caveats) | Comment 1 of 4
clearvars,clc
ct=0;
for b=1:250
  for t=b:250
    h=sqrt(b*t); s=(t-b)/(2*sin(atan((t-b)/(2*h))));
    if round(s)==sym(s) 
      bottomAngle=90+atand((t-b)/(2*h));
      dsq= s^2+b^2-2*s*b*cosd(bottomAngle) ;
      d=sqrt(dsq);
      if round(d)==sym(d)
        tot=t+b+2*(s+d);
        if tot<=1000
          fprintf('%5d %5s %5d %5s %8d ' ,b,sym(s),t,sym(d),round(tot));
          ct=ct+1;
        end
      end
    end
  end
end
ct

finds 85 such trapezoids with totals at most 1000.

Caveats:

Testing for the diagonal or the side length being an integer, in the program, relies on Matlab's sym (i.e., symbolic) function recognizing a "close" approximation to an integer as being that integer. In the case of the square root result, I'd think it would be accurate; the case of the trig functions, perhaps less so. An example of Matlab's latitude in accepting approximation is its recognition of 1/3:
>> third=1/3
third =
         0.333333333333333
>> sym(third)
ans =
1/3
>> 3*ans
ans =
1
>> ans==1
ans =
1 == 1
>> eval(ans)
ans =
  logical
   1

The evaluation of the total of the required dimensions is taken to be the top + bottom + twice the sum of the side length and the diagonal length, as there are two sides and two diagonals.

A given pair of bases, such as 6 and 20 (bottom and top) is counted only once, when the top is greater than the top, as it is the same trapezoid as when flipped so 20 is on bottom and 6 is on top.

Bases were considered only up to 250, as larger bases, together with sides and diagonals, would have totals exceeding 1000.


 base  side   top  diagonal total
 
    4     5     6     7       34
    6    13    20    17       86
    8    10    12    14       68
    8    25    42    31      162
   10    17    24    23      114
   10    41    72    49      262
   12    15    18    21      102
   12    26    40    34      172
   12    61   110    71      386
   14    37    60    47      242
   14    85   156    97      534
   16    20    24    28      136
   16    50    84    62      324
   16   113   210   127      706
   18    39    60    51      258
   18    65   112    79      418
   20    25    30    35      170
   20    34    48    46      228
   20    82   144    98      524
   22   101   180   119      642
   24    30    36    42      204
   24    52    80    68      344
   24    75   126    93      486
   24   122   220   142      772
   28    29    30    41      198
   28    35    42    49      238
   28    74   120    94      484
   30    51    72    69      342
   30    65   100    85      430
   30   123   216   147      786
   32    40    48    56      272
   32   100   168   124      648
   36    45    54    63      306
   36    53    70    73      358
   36    78   120   102      516
   36   130   224   158      836
   40    50    60    70      340
   40    68    96    92      456
   40   125   210   155      810
   42    65    88    89      438
   42    91   140   119      602
   42   111   180   141      726
   44    55    66    77      374
   44    85   126   113      566
   48    60    72    84      408
   48    89   130   119      594
   48   104   160   136      688
   50    85   120   115      570
   52    65    78    91      442
   52   125   198   161      822
   54   117   180   153      774
   56    58    60    82      396
   56    70    84    98      476
   56   148   240   188      968
   60    75    90   105      510
   60   102   144   138      684
   60   130   200   170      860
   60   149   238   191      978
   64    80    96   112      544
   66    73    80   103      498
   66   143   220   187      946
   68    85   102   119      578
   70   119   168   161      798
   72    90   108   126      612
   72   106   140   146      716
   76    95   114   133      646
   78   109   140   151      738
   80   100   120   140      680
   80   136   192   184      912
   84    87    90   123      594
   84   105   126   147      714
   84   130   176   178      876
   88   110   132   154      748
   90    97   104   137      662
   92   115   138   161      782
   96   120   144   168      816
  100   125   150   175      850
  104   130   156   182      884
  108   135   162   189      918
  112   116   120   164      792
  112   140   168   196      952
  116   145   174   203      986
  120   137   154   193      934
  132   146   160   206      996
  140   145   150   205      990
ct =
    85


Edited on December 16, 2022, 10:20 am
  Posted by Charlie on 2022-12-16 10:17:50

Please log in:
Login:
Password:
Remember me:
Sign up! | Forgot password


Search:
Search body:
Forums (0)
Newest Problems
Random Problem
FAQ | About This Site
Site Statistics
New Comments (0)
Unsolved Problems
Top Rated Problems
This month's top
Most Commented On

Chatterbox:
Copyright © 2002 - 2024 by Animus Pactum Consulting. All rights reserved. Privacy Information