Question Number 218428 by hardmath last updated on 09/Apr/25

Answered by A5T last updated on 09/Apr/25

$$\mathrm{Let}\:\mathrm{F}\:\in\:\mathrm{BC}\:\mathrm{such}\:\mathrm{that}\:\mathrm{AF}\bot\mathrm{BC} \\ $$$$\mathrm{AB}=\mathrm{AE}\Rightarrow\mathrm{BF}=\mathrm{FE}=\frac{\mathrm{7}+\mathrm{3}}{\mathrm{2}}=\mathrm{5} \\ $$$$\mathrm{BF}×\mathrm{BC}=\mathrm{BA}^{\mathrm{2}} \Rightarrow\mathrm{5}\left(\mathrm{10}+\mathrm{x}\right)=\mathrm{BA}^{\mathrm{2}} …\left(\mathrm{i}\right) \\ $$$$\mathrm{AB}^{\mathrm{2}} −\mathrm{5}^{\mathrm{2}} =\mathrm{AC}^{\mathrm{2}} −\left(\mathrm{5}+\mathrm{x}\right)^{\mathrm{2}} …\left(\mathrm{ii}\right) \\ $$$$\mathrm{AD}^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}^{\mathrm{2}} =\mathrm{AE}^{\mathrm{2}} −\mathrm{5}^{\mathrm{2}} =\mathrm{AB}^{\mathrm{2}} −\mathrm{5}^{\mathrm{2}} …\left(\mathrm{iii}\right) \\ $$$$\frac{\mathrm{AD}}{\mathrm{3}}=\frac{\mathrm{AC}}{\mathrm{x}}\Rightarrow\mathrm{AD}=\frac{\mathrm{3AC}}{\mathrm{x}}…\left(\mathrm{iv}\right) \\ $$$$\left(\mathrm{iv}\right)\&\left(\mathrm{iii}\right)\Rightarrow\frac{\mathrm{9AC}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }−\mathrm{4}=\mathrm{AB}^{\mathrm{2}} −\mathrm{5}^{\mathrm{2}} …\left(\mathrm{v}\right) \\ $$$$\left(\mathrm{ii}\right)\&\left(\mathrm{v}\right)\Rightarrow\frac{\mathrm{9}\left(\mathrm{AB}^{\mathrm{2}} −\mathrm{5}^{\mathrm{2}} +\left(\mathrm{5}+\mathrm{x}\right)^{\mathrm{2}} \right)}{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }−\mathrm{4}=\mathrm{AB}^{\mathrm{2}} −\mathrm{5}^{\mathrm{2}} …\left(\mathrm{vi}\right) \\ $$$$\left(\mathrm{i}\right)\&\left(\mathrm{vi}\right)\Rightarrow\frac{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{27x}+\mathrm{90}}{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} }=\mathrm{x}+\mathrm{5}\Rightarrow\mathrm{x}=\mathrm{5} \\ $$
Answered by vnm last updated on 09/Apr/25

$$ \\ $$$${BC}={a} \\ $$$$\angle{ABC}=\frac{\pi}{\mathrm{4}}+\varphi \\ $$$$\angle{ACB}=\frac{\pi}{\mathrm{4}}−\varphi \\ $$$${AB}={a}\mathrm{sin}\left(\frac{\pi}{\mathrm{4}}−\varphi\right)=\frac{{a}}{\:\sqrt{\mathrm{2}}}\left(\mathrm{cos}\varphi−\mathrm{sin}\varphi\right) \\ $$$${AC}={a}\mathrm{sin}\left(\frac{\pi}{\mathrm{4}}+\varphi\right)=\frac{{a}}{\:\sqrt{\mathrm{2}}}\left(\mathrm{cos}\varphi+\mathrm{sin}\varphi\right) \\ $$$${BE}=\mathrm{2}{BA}\mathrm{cos}\left(\angle{ABC}\right)= \\ $$$$\mathrm{2}\frac{{a}}{\:\sqrt{\mathrm{2}}}\left(\mathrm{cos}\varphi−\mathrm{sin}\varphi\right)\centerdot\mathrm{cos}\left(\frac{\pi}{\mathrm{4}}+\varphi\right)={a}\left(\mathrm{cos}\varphi−\mathrm{sin}\varphi\right)^{\mathrm{2}} =\mathrm{3}+\mathrm{7}=\mathrm{10} \\ $$$${CE}={BC}−{BE}={a}\mathrm{sin2}\varphi={x} \\ $$$$\frac{{EC}}{\mathrm{sin}\left(\angle{EAC}\right)}=\frac{{AC}}{\mathrm{sin}\angle{AEC}}=\frac{{AC}}{\mathrm{sin}\left(\angle{ABC}\right)} \\ $$$$\frac{{a}\mathrm{sin2}\varphi}{\mathrm{sin}\left(\angle{EAC}\right)}={a},\:\:\:\mathrm{sin}\left(\angle{EAC}\right)=\mathrm{sin2}\varphi \\ $$$$\angle{BAD}=\angle{EAC}=\mathrm{2}\varphi \\ $$$$\angle{BDA}=\pi−\left(\angle{ABD}+\angle{BAD}\right)=\frac{\mathrm{3}\pi}{\mathrm{4}}−\mathrm{3}\varphi \\ $$$$\frac{{BD}}{\mathrm{sin}\left(\angle{BAD}\right)}=\frac{{AB}}{\mathrm{sin}\left(\angle{BDA}\right)} \\ $$$$\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{sin2}\varphi}=\frac{\frac{{a}}{\:\sqrt{\mathrm{2}}}\left(\mathrm{cos}\varphi−\mathrm{sin}\varphi\right)}{\mathrm{sin}\left(\frac{\mathrm{3}\pi}{\mathrm{4}}−\mathrm{3}\varphi\right)}=\frac{{a}\left(\mathrm{cos}\varphi−\mathrm{sin}\varphi\right)}{\mathrm{cos3}\varphi+\mathrm{sin3}\varphi} \\ $$$$\begin{cases}{{a}\left(\mathrm{cos}\varphi−\mathrm{sin}\varphi\right)^{\mathrm{2}} =\mathrm{10}}\\{\frac{\mathrm{3}}{\mathrm{sin2}\varphi}=\frac{{a}\left(\mathrm{cos}\varphi−\mathrm{sin}\varphi\right)}{\mathrm{cos3}\varphi+\mathrm{sin3}\varphi}}\end{cases} \\ $$$${a}=\frac{\mathrm{10}}{\left(\mathrm{cos}\varphi−\mathrm{sin}\varphi\right)^{\mathrm{2}} } \\ $$$$\mathrm{3}\left(\mathrm{cos3}\varphi+\mathrm{sin3}\varphi\right)=\frac{\mathrm{10sin2}\varphi}{\mathrm{cos}\varphi−\mathrm{sin}\varphi} \\ $$$$\mathrm{3}\left(\mathrm{cos3}\varphi\mathrm{cos}\varphi+\mathrm{sin3}\varphi\mathrm{cos}\varphi−\mathrm{cos3}\varphi\mathrm{sin}\varphi−\mathrm{sin3}\varphi\mathrm{sin}\varphi\right)=\mathrm{10sin2}\varphi \\ $$$$\mathrm{3}\left(\mathrm{cos4}\varphi+\mathrm{sin2}\varphi\right)=\mathrm{10sin2}\varphi \\ $$$$\mathrm{3}\left(\mathrm{1}−\mathrm{2sin}^{\mathrm{2}} \mathrm{2}\varphi\right)=\mathrm{7sin2}\varphi \\ $$$$\mathrm{6sin}^{\mathrm{2}} \mathrm{2}\varphi+\mathrm{7sin2}\varphi−\mathrm{3}=\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{sin2}\varphi=\frac{−\mathrm{7}+\sqrt{\mathrm{49}+\mathrm{72}}}{\mathrm{12}}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}} \\ $$$${a}=\frac{\mathrm{10}}{\mathrm{1}−\mathrm{sin2}\varphi}=\mathrm{15} \\ $$$${x}=\mathrm{15}−\mathrm{10}=\mathrm{5} \\ $$
Commented by hardmath last updated on 09/Apr/25

$$\mathrm{thank}\:\mathrm{you}\:\mathrm{dear}\:\mathrm{professor}\:\mathrm{cool} \\ $$
Answered by mr W last updated on 10/Apr/25

Commented by mr W last updated on 10/Apr/25

$$\Delta{ABG}\equiv\Delta{AEC} \\ $$$${BF}={FE}=\frac{\mathrm{3}+\mathrm{7}}{\mathrm{2}}=\mathrm{5} \\ $$$${h}^{\mathrm{2}} ={BF}×{FC}=\mathrm{5}\left(\mathrm{5}+{x}\right) \\ $$$${AG}=\sqrt{{h}^{\mathrm{2}} +\left(\mathrm{5}+{x}\right)^{\mathrm{2}} }=\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{15}{x}+\mathrm{50}} \\ $$$${AD}=\sqrt{{h}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}^{\mathrm{2}} }=\sqrt{\mathrm{5}{x}+\mathrm{29}} \\ $$$${AB}\:{is}\:{bisector}\:{of}\:\angle{GAD}, \\ $$$$\Rightarrow\frac{{GA}}{{GB}}=\frac{{DA}}{{DB}} \\ $$$$\frac{\sqrt{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{15}{x}+\mathrm{50}}}{{x}}=\frac{\sqrt{\mathrm{5}{x}+\mathrm{29}}}{\mathrm{3}} \\ $$$$\frac{{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{15}{x}+\mathrm{50}}{{x}^{\mathrm{2}} }=\frac{\mathrm{5}{x}+\mathrm{29}}{\mathrm{9}} \\ $$$$\Rightarrow{x}^{\mathrm{3}} +\mathrm{4}{x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{27}{x}−\mathrm{90}=\mathrm{0} \\ $$$$\Rightarrow\left({x}+\mathrm{3}\right)\left({x}+\mathrm{6}\right)\left({x}−\mathrm{5}\right)=\mathrm{0} \\ $$$${x}=−\mathrm{3},\:−\mathrm{6}\:<\mathrm{0}\:\Rightarrow{rejected} \\ $$$$\Rightarrow{x}=\mathrm{5}\:>\mathrm{0}\:\checkmark \\ $$
Commented by hardmath last updated on 10/Apr/25

$$\mathrm{thankyou}\:\mathrm{dearprofessor} \\ $$