В прямоугольном треугольнике ABC, где \( \angle B = 90^{\circ} \), высота BD делит его на два подобных треугольника: \( \triangle ADB \sim \triangle BDC \sim \triangle ABC \).
Из условия \( AB = 2BD \) в прямоугольном треугольнике \( \triangle ADB \) (где \( \angle ADB = 90^{\circ} \)), катет BD равен половине гипотенузы AB. Это означает, что \( \angle BAD = 30^{\circ} \).
Так как \( \triangle ABC \) — прямоугольный, то сумма острых углов равна \( 90^{\circ} \). Следовательно, \( \angle C = 90^{\circ} - \angle BAD = 90^{\circ} - 30^{\circ} = 60^{\circ} \).
Теперь найдём AD. В \( \triangle ADB \), \( AB = 2BD \) и \( \angle BAD = 30^{\circ} \).
В \( \triangle ABC \), \( \angle C = 60^{\circ} \) и \( \angle BAC = 30^{\circ} \). Используем подобие \( \triangle ABC \) и \( \triangle ADB \).
\( \frac{AB}{AC} = \frac{BD}{BC} = \frac{AD}{AB} \)
Из \( \frac{AB}{AC} = \frac{AD}{AB} \) следует \( AB^2 = AC \cdot AD \).
Нам нужно найти AB. В \( \triangle ABC \) \( \sin C = \frac{AB}{AC} \).
\( \sin 60^{\circ} = \frac{AB}{20} \)
\( AB = 20 \cdot \sin 60^{\circ} = 20 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = 10\sqrt{3} \) см.
Теперь подставим значение AB в \( AB^2 = AC \cdot AD \):
\( (10\sqrt{3})^2 = 20 \cdot AD \)
\( 100 \cdot 3 = 20 \cdot AD \)
\( 300 = 20 \cdot AD \)
\( AD = \frac{300}{20} = 15 \) см.
Ответ: Угол С равен 60°. Значение AD равно 15.