Привет, ученики! Сегодня мы докажем важное свойство прямоугольного треугольника.
Дано: \(\triangle ABC\), \(\angle ACB = 90^\circ\), \(\angle ABC = 30^\circ\).
Доказать: \(AC = \frac{1}{2} AB\).
Доказательство:
1) Отметим на луче \(AC\) точку \(D\) так, что \(BC = CD\). Соединим точки \(B\) и \(D\) (дополнительное построение).
2) \(\angle A = 90^\circ - 30^\circ = 60^\circ\) (так как сумма углов треугольника равна \(180^\circ\) и \(\triangle ABC\) - прямоугольный). \(\triangle ABC = \triangle DBC\) (по двум сторонам и углу между ними). \(\angle CBD = \angle CBA\) (из п. 1).
3) \(\angle CBD + \angle CBA = 60^\circ\) (так как \(\angle ABC = 30^\circ\), и \(\angle CBD = \angle CBA = 30^\circ\)).
4) \(\angle D = \angle A = 60^\circ\) (из п. 2 и 3). \(AB = AD = BD\) (из п. 3 и 4). \(AC = \frac{1}{2} AD = \frac{1}{2} AB\) (из п. 1 и 4).
Теорема доказана.
Развёрнутый ответ:
1. В условии дано, что у нас есть прямоугольный треугольник \(\triangle ABC\), где угол \(\angle ACB = 90^\circ\), а угол \(\angle ABC = 30^\circ\). Наша цель – доказать, что катет \(AC\), лежащий против угла в 30 градусов, равен половине гипотенузы \(AB\).
2. Первым шагом мы отмечаем на луче \(AC\) точку \(D\) так, чтобы \(BC = CD\). Это дополнительное построение позволяет нам создать равные отрезки и в дальнейшем использовать это для доказательства.
3. Далее, мы находим угол \(\angle A\), который равен \(90^\circ - 30^\circ = 60^\circ\). Это следует из того, что сумма углов в треугольнике равна \(180^\circ\).
4. Теперь мы рассматриваем треугольники \(\triangle ABC\) и \(\triangle DBC\). Они равны по двум сторонам и углу между ними (сторона \(BC\) общая, \(BC = CD\) по построению, и углы \(\angle ACB = \angle BCD = 90^\circ\)).
5. Из равенства треугольников следует, что \(\angle CBD = \angle CBA\). Так как \(\angle ABC = 30^\circ\), то и \(\angle CBD = 30^\circ\).
6. Таким образом, \(\angle CBD + \angle CBA = 30^\circ + 30^\circ = 60^\circ\).
7. Далее, мы выясняем, что \(\angle D = \angle A = 60^\circ\). Это следует из предыдущих шагов.
8. Теперь мы знаем, что \(AB = AD = BD\). Это означает, что треугольник \(\triangle ABD\) равносторонний, так как все его углы равны 60 градусам.
9. Наконец, мы можем утверждать, что \(AC = \frac{1}{2} AD = \frac{1}{2} AB\). Это следует из того, что \(AD = 2AC\), так как точка \(C\) – середина отрезка \(AD\).
Таким образом, мы доказали, что катет \(AC\), лежащий против угла в 30 градусов, равен половине гипотенузы \(AB\).