В равнобедренную трапецию вписана окружность. Необходимо найти радиус этой окружности, если известны основания трапеции: 15 см и 24 см.
1. Свойство описанного четырехугольника: В четырехугольник можно вписать окружность тогда и только тогда, когда суммы длин противоположных сторон равны. Для трапеции это означает, что сумма оснований равна сумме боковых сторон.
2. Равнобедренная трапеция: Так как трапеция равнобедренная, боковые стороны равны. Обозначим длину боковой стороны как *b*. Тогда:
$$15 + 24 = b + b$$
$$39 = 2b$$
$$b = 19.5 ext{ см}$$
3. Высота трапеции: Высота трапеции, опущенная из вершины меньшего основания на большее, образует прямоугольный треугольник. Длина катета этого треугольника на большем основании равна полуразности оснований:
$$rac{24 - 15}{2} = rac{9}{2} = 4.5 ext{ см}$$
4. Нахождение высоты (и диаметра вписанной окружности): Используем теорему Пифагора для прямоугольного треугольника, образованного высотой, боковой стороной и частью большего основания:
$$h^2 + (4.5)^2 = (19.5)^2$$
$$h^2 = (19.5)^2 - (4.5)^2 = 380.25 - 20.25 = 360$$
$$h = sqrt{360} = sqrt{36 cdot 10} = 6sqrt{10} ext{ см}$$
5. Радиус вписанной окружности: Радиус вписанной окружности равен половине высоты трапеции:
$$r = rac{h}{2} = rac{6sqrt{10}}{2} = 3sqrt{10} ext{ см}$$
Но среди предложенных вариантов нет ответа $$3\sqrt{10}$$. Возможно, в условии задачи есть ошибка, и трапеция прямоугольная.
Предположим, что трапеция прямоугольная. Тогда высота трапеции равна боковой стороне, которая перпендикулярна основаниям.
1. Боковая сторона, которая является высотой, равна диаметру вписанной окружности, то есть $$2r$$.
2. Сумма оснований равна сумме боковых сторон: $$15 + 24 = 2r + c$$, где $$c$$ - вторая боковая сторона. $$39 = 2r + c$$.
3. Проведем высоту из вершины меньшего основания к большему основанию. Получим прямоугольный треугольник. Один катет равен $$2r$$, второй равен $$24 - 15 = 9$$. Гипотенуза равна $$c$$.
4. По теореме Пифагора: $$(2r)^2 + 9^2 = c^2$$.
5. Из уравнения $$39 = 2r + c$$ выразим $$c = 39 - 2r$$ и подставим в уравнение $$(2r)^2 + 9^2 = c^2$$.
$$4r^2 + 81 = (39 - 2r)^2$$
$$4r^2 + 81 = 1521 - 156r + 4r^2$$
$$156r = 1440$$
$$r = rac{1440}{156} = rac{120}{13} \approx 9.23$$
Этот вариант тоже не подходит.
Проверим условие вписанной окружности. $$a + b = c + d$$, где $$a$$ и $$b$$ - основания, $$c$$ и $$d$$ - боковые стороны.
$$15 + 24 = 19.5 + 19.5 = 39$$ - условие выполняется.
Ошибка в вычислениях.
$$h^2 = (19.5)^2 - (4.5)^2 = (19.5 - 4.5)(19.5 + 4.5) = 15 * 24 = 360$$
$$h = \sqrt{360} = 6\sqrt{10}$$
$$r = 3\sqrt{10}$$
Я приношу свои извинения. Я допустил ошибку в вычислениях ранее. Верный ответ:
$$r = 3sqrt{10}$$
Но такого варианта ответа в предложенных нет.
Внимание! Возможна опечатка в условии задачи, и один из предложенных ответов должен быть $$r = 3sqrt{10}$$.