Question Number 19415 by Tinkutara last updated on 10/Aug/17
$${PS}\:\mathrm{is}\:\mathrm{a}\:\mathrm{line}\:\mathrm{segment}\:\mathrm{of}\:\mathrm{length}\:\mathrm{4}\:\mathrm{and}\:{O} \\ $$$$\mathrm{is}\:\mathrm{the}\:\mathrm{midpoint}\:\mathrm{of}\:{PS}.\:\mathrm{A}\:\mathrm{semicircular} \\ $$$$\mathrm{arc}\:\mathrm{is}\:\mathrm{drawn}\:\mathrm{with}\:{PS}\:\mathrm{as}\:\mathrm{diameter}.\:\mathrm{Let} \\ $$$${X}\:\mathrm{be}\:\mathrm{the}\:\mathrm{midpoint}\:\mathrm{of}\:\mathrm{this}\:\mathrm{arc}.\:{Q}\:\mathrm{and}\:{R} \\ $$$$\mathrm{are}\:\mathrm{points}\:\mathrm{on}\:\mathrm{the}\:\mathrm{arc}\:{PXS}\:\mathrm{such}\:\mathrm{that}\:{QR} \\ $$$$\mathrm{is}\:\mathrm{parallel}\:\mathrm{to}\:{PS}\:\mathrm{and}\:\mathrm{the}\:\mathrm{semicircular} \\ $$$$\mathrm{arc}\:\mathrm{drawn}\:\mathrm{with}\:{QR}\:\mathrm{as}\:\mathrm{diameter}\:\mathrm{is} \\ $$$$\mathrm{tangent}\:\mathrm{to}\:{PS}.\:\mathrm{What}\:\mathrm{is}\:\mathrm{the}\:\mathrm{area}\:\mathrm{of}\:\mathrm{the} \\ $$$$\mathrm{region}\:{QXROQ}\:\mathrm{bounded}\:\mathrm{by}\:\mathrm{the}\:\mathrm{two} \\ $$$$\mathrm{semicircular}\:\mathrm{arcs}? \\ $$
Answered by ajfour last updated on 11/Aug/17
Commented by ajfour last updated on 11/Aug/17
$$\mathrm{A}_{\mathrm{1}} =\mathrm{Area}\:\mathrm{of}\:\bigtriangleup\mathrm{QOR}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}×\mathrm{2}\sqrt{\mathrm{2}}×\sqrt{\mathrm{2}}=\mathrm{2} \\ $$$$\mathrm{A}_{\mathrm{2}} =\mathrm{Area}\:\mathrm{of}\:\mathrm{sector}\:\mathrm{OQXR}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}×\pi×\mathrm{2}^{\mathrm{2}} =\pi \\ $$$$\mathrm{A}_{\mathrm{3}} =\mathrm{Area}\:\mathrm{of}\:\mathrm{semicircle}\:\mathrm{OQR}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}×\pi×\left(\sqrt{\mathrm{2}}\right)^{\mathrm{2}} =\pi \\ $$$$\mathrm{Required}\:\mathrm{area}=\mathrm{A}_{\mathrm{2}} −\mathrm{A}_{\mathrm{1}} +\mathrm{A}_{\mathrm{3}} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:=\boldsymbol{\pi}−\mathrm{2}+\boldsymbol{\pi}=\mathrm{2}\boldsymbol{\pi}−\mathrm{2}\:. \\ $$
Commented by Tinkutara last updated on 11/Aug/17
$$\mathrm{Thank}\:\mathrm{you}\:\mathrm{very}\:\mathrm{much}\:\mathrm{Sir}! \\ $$