Problema de la semana 2021-32

Semana del 9 al 15 de agosto de 2021

En la figura mostrada, todas las semicircunferencias son tangentes entre sí. Si A es el área del cuadrado y B es la suma de las áreas de las 6 semicircunferencias, ¿cuánto es AB?

Haciendo un cálculo aritmético básico, vemos que el radio de las semicircunferencias más pequeñas es 1. Consideremos los puntos P  y Q como mostramos en la figura, los cuales son centros de dos semicircunferencias. Aplicando el teorema de Pitágoras, calculamos PQ=\sqrt{2^2+1^2}=\sqrt{5}.  De aquí, obtenemos que el radio de las semicircunferencias más grandes es \sqrt{5}-1. Con esto podemos ya calcular el valor deseado.

A-B=16-4\frac{\pi}{2}-2\frac{\pi}{2}(\sqrt{5}-1)^2=16-8\pi+2\sqrt{5}\pi
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