Рассмотрим треугольник АМВ. Из условия задачи α + β = 90°, следовательно, угол АМВ = 180° - (α + β) = 180° - 90° = 90°. Значит, треугольник АМВ - прямоугольный.
Пусть МС - высота, проведенная из вершины прямого угла М к гипотенузе АВ.
В прямоугольном треугольнике высота, проведенная из вершины прямого угла, есть среднее пропорциональное между отрезками, на которые делится гипотенуза данной высотой, то есть:
MC = √(AC ∙ CB)
По условию задачи АМ = 15, МВ = 20. Рассмотрим прямоугольные треугольники АМС и ВМС.
По теореме Пифагора:
АС = √(АМ² - МС²) = √(15² - x²)
ВС = √(ВМ² - МС²) = √(20² - x²)
Тогда АВ = АС + ВС
АВ = √(АМ² + ВМ²) = √(15² + 20²) = √(225 + 400) = √625 = 25
Получаем уравнение:
√(15² - x²) + √(20² - x²) = 25
√(225 - x²) + √(400 - x²) = 25
Выразим √(400 - x²):
√(400 - x²) = 25 - √(225 - x²)
Возведем обе части уравнения в квадрат:
400 - x² = 625 - 50√(225 - x²) + 225 - x²
400 - x² - 625 + x² - 225 + x² = -50√(225 - x²)
x² - 450 = -50√(225 - x²)
Возведем обе части уравнения в квадрат:
x⁴ - 900x² + 202500 = 2500(225 - x²)
x⁴ - 900x² + 202500 = 562500 - 2500x²
x⁴ + 1600x² - 360000 = 0
Пусть t = x², тогда уравнение примет вид:
t² + 1600t - 360000 = 0
Решим квадратное уравнение:
t = (-1600 ± √(1600² - 4 ∙ 1 ∙ (-360000))) / 2
t = (-1600 ± √(2560000 + 1440000)) / 2
t = (-1600 ± √4000000) / 2
t = (-1600 ± 2000) / 2
t₁ = (-1600 + 2000) / 2 = 400 / 2 = 200
t₂ = (-1600 - 2000) / 2 = -3600 / 2 = -1800 (не подходит, так как x² не может быть отрицательным)
Тогда x² = 200
x = √200 = √(100 ∙ 2) = 10√2
Ответ: 10√2