1. В прямоугольном треугольнике ABC ∠A = 90°, AB = 20 см, высота AD равна 12 см. Найдите АС и cos C.
Краткое пояснение: Сначала найдем BC по теореме Пифагора, затем AC через площадь треугольника. После чего найдем косинус угла C.
-
Найдем BD из прямоугольного треугольника ABD:
\[BD = \sqrt{AB^2 - AD^2} = \sqrt{20^2 - 12^2} = \sqrt{400 - 144} = \sqrt{256} = 16 \text{ см}\]
-
Найдем BC из прямоугольного треугольника ABC:
\(S_{ABC} = \frac{1}{2} \cdot AB \cdot AC\) и \(S_{ABC} = \frac{1}{2} \cdot BC \cdot AD\), приравняем правые части:
\[\frac{1}{2} \cdot AB \cdot AC = \frac{1}{2} \cdot BC \cdot AD\]
\[AB \cdot AC = BC \cdot AD\]
Из этого следует:
\[AC = \frac{BC \cdot AD}{AB} = \frac{BC \cdot 12}{20}\]
Теперь выразим BC:
\[BC = \sqrt{AB^2 + AC^2} = \sqrt{20^2 + AC^2}\]
Подставим AC:
\[BC = \sqrt{400 + (\frac{BC \cdot 12}{20})^2} = \sqrt{400 + \frac{144 \cdot BC^2}{400}}\]
\[BC^2 = 400 + \frac{144}{400}BC^2\]
\[BC^2 - \frac{144}{400}BC^2 = 400\]
\[\frac{256}{400}BC^2 = 400\]
\[BC^2 = \frac{400 \cdot 400}{256} = \frac{160000}{256} = 625\]
\[BC = \sqrt{625} = 25 \text{ см}\]
-
Найдем AC:
\[AC = \frac{BC \cdot AD}{AB} = \frac{25 \cdot 12}{20} = \frac{300}{20} = 15 \text{ см}\]
-
Найдем cos C:
\[\cos C = \frac{AC}{BC} = \frac{15}{25} = \frac{3}{5} = 0.6\]
2. Диагональ BD параллелограмма ABCD перпендикулярна к стороне AD, АВ = 12 см, ∠A = 60°. Найдите площадь параллелограмма.
Краткое пояснение: Так как диагональ BD перпендикулярна AD, то треугольник ABD прямоугольный. Используем угол A, чтобы найти AD, а затем и площадь параллелограмма.
-
В прямоугольном треугольнике ABD:
\[\angle ABD = 90° - \angle A = 90° - 60° = 30°\]
-
Найдем AD:
\[AD = AB \cdot \cos A = 12 \cdot \cos 60° = 12 \cdot \frac{1}{2} = 6 \text{ см}\]
-
Найдем площадь параллелограмма ABCD:
\[S_{ABCD} = AB \cdot AD \cdot \sin A = 12 \cdot 6 \cdot \sin 60° = 12 \cdot 6 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = 36\sqrt{3} \text{ см}^2\]
3. Боковая сторона трапеции, равная 5√2 см, образует с большим основанием угол в 45°. Основания трапеции равны 12 см и 20 см. Найдите площадь трапеции.
Краткое пояснение: Проведем высоту, чтобы найти её длину, а затем и площадь трапеции.
-
Опустим высоту из вершины верхнего основания на нижнее. Рассмотрим прямоугольный треугольник, образованный высотой, боковой стороной и частью большего основания. Т.к. угол равен 45°, то высота равна этой части большего основания.
Пусть высота равна h. Тогда:
\[h = 5\sqrt{2} \cdot \sin 45° = 5\sqrt{2} \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} = 5 \text{ см}\]
-
Площадь трапеции:
\[S = \frac{a + b}{2} \cdot h = \frac{12 + 20}{2} \cdot 5 = \frac{32}{2} \cdot 5 = 16 \cdot 5 = 80 \text{ см}^2\]
Проверка за 10 секунд: 1) Нашли AC и cos C. 2) Вычислили площадь параллелограмма. 3) Определили площадь трапеции.
Доп. профит: Уровень Эксперт: Освоив эти задачи, ты сможешь решать более сложные геометрические задачи и применять эти знания в реальных ситуациях.