Unha elipse e un círculo. Un cadrado e unha semicircunferencia

 Se dixera de onde recollín este problema seguramente saberías a solución sen ter que darlle ningunha volta. Daquela, como na entrada anterior, non revelarei ata o final a orixe desta proposta. Agora ben, como non vou revelalo ata o final, seguramente saberás cal é a solución.

Unha elipse e un círculo. Consideremos a elipse de semieixos $a$ e $b$. Pídese determinar para que valor da razón $\frac{b}{a}$ o círculo que pasa polos seus focos ten a mesma área que a elipse.

A cuestión é de resolución tan sinxela que non merecería espazo algún. Con todo, como este blogue non ten entre os seus méritos desprezar ningún razoamento, por simple que poida parecer, velaquí vai a solución:

A área da elipse é $\pi a b$, a do círculo será $\pi c^{2}$ onde $c^{2}=a^{2}-b^{2}$. Igualando as áreas: $$\pi ab=\pi c^{2}=\pi\left( a^{2}-b^{2} \right)$$

$$ ab=a^{2}-b^{2}$$

Dividindo por $a^{2}$: $$\frac{b}{a}=1-\frac{b^{2}}{a^{2}}$$ $$\frac{b^{2}}{a^{2}}+ \frac{b}{a}-1=0$$

Esta coñecida ecuación ten como solución positiva o número áureo $\phi=\frac{1+\sqrt{5}}{2}$

Por certo, noutra ocasión xa aparecera por este blogue un problema tan semellante a este que poderiamos dicir que son equivalenten. Trátase do problema 8 da entrada Problemas consecutivos

Finalmente, tal e como prometín, desvelo a fonte da que obtiven esta bonita cuestión. Trátase do libro de Hans Walser, The Golden Section (MAA 2001). De paso, aproveito a ocasión para recoller deste mesmo libro outro problema:

Cadrado inscrito nunha semicircunferencia. Tal e como se observa na figura, inscribimos un cadrado nunha semiciecunferencia. Pídese a razón AC/AB.