Eilisessä tehtävässä tavoitteena oli ratkaista kahden ympyrän väliin jäävän neliön pinta-ala, kuten oheisesta kuvasta käy ilmi.
Aloitetaan merkitsemällä kuvioon muutamia apuviivoja ja merkintöjä. Merkitään neliön tuntemattoman sivun pituus kirjaimella x ja piirretään ympyrään kaksi sädettä. Neliön ala on x2. Piirretään viiva neliön vasemmasta yläkulmasta ympyrän pystysuoraan säteeseen ja merkitään viivan pituus kirjaimella y. Pystysuoran säteen pituus on 5 cm ja y-viivan katkomat säteen osat ovat pituuksiltaan x ja 5 - x. Säteet ja y-viiva muodostavat nyt suorakulmaisen kolmion ympyrän sisälle.
Ratkaistaan y tutulla kaavalla a2 + b2 = c2. Sijoitetaan tunnetut luvut kaavaan ja lasketaan:
(5 - x)2 + y2 = 52 25 - 10x + x2 + y2 = 25
Kerrotaan yhtälö -1:
-25 + 10x - x2 - y2 = -25
Siirretään yhtäläisyysmerkin vasemman puolen arvot y-arvoa lukuun ottamatta oikealle puolelle. Kerrotaan yhtälö jälleen -1 ja lasketaan:
-y2 = -25 + 25 - 10x - x2 y2 = 10x - x2
Otetaan yhtälöstä neliöjuuri:
√y2 = √(10x - x2) y = √(10x - x2)
Piirretään kuvioon uudet apuviivat.
Muodostetaan uusi yhtälö kuviosta, jossa kahden ympyrän säteet muodostavat ympyrän halkaisijan, jonka pituus on 10.
y + y + x = 5 + 5
Lasketaan:
2y + x = 10
Sijoitetaan saatu yhtälö aiemmin muodostettuun yhtälöön:
2√(10x - x2) + x = 10
Siirretään x yhtäläisyysmerkin oikealle puolelle:
2√(10x - x2) = 10 - x
Korotetaan toiseen potenssiin, jotta päästään eroon neliöjuuresta:
(2√(10x - x2))2 = (10 - x)2
Lasketaan:
22√(10x - x2)2 = (10 - x)(10 - x) 4(10x - x2) = 100 - 20x + x2 40x - 4x2 = 100 - 20x + x2
Siirretään yhtäläisyysmerkin vasemmalla puolella oleva lauseke oikealle puolelle:
0 = 100 - 20x + x2 - 40x + 4x2
Lasketaan:
0 = 100 - 60x + 5x2
Kaikki yhtälössä olevat luvut ovat viidellä jaollisia, joten supistetaan yhtälö:
0 = 20 - 12x + x2
Lasketaan:
0 = (x - 10)(x - 2)
Saadusta yhtälöstä voidaan nyt päätellä x:n arvo, joka on joko
0 = x - 10
tai
0 = x - 2
Ensimmäisestä yhtälöstä x - 10 voidaan päätellä, että x ei ole 10, koska sen pitää olla pienempi kuin kahden ympyrän säde, joka on 10. Näin ollen jäljelle jää jälkimmäinen yhtälö 0 = x - 2, josta saadaan tulos x = 2.
Koska tehtävässä kysyttiin neliön pinta-alaa, saadaan se laskemalla:
22 = 4
Neliön pinta-ala on siis 4 cm2.