Вопрос:

В прямоугольном треугольнике ABC катет AC = 8, а высота CH, опущенная на гипотенузу, равна 2√15. Найдите sin ∠ABC.

Ответ:

Решение:

В прямоугольном треугольнике ABC, высота CH, опущенная на гипотенузу AB, образует два меньших прямоугольных треугольника: ACH и BCH. Эти треугольники подобны исходному треугольнику ABC и друг другу.

По теореме о среднем геометрическом в прямоугольном треугольнике, квадрат высоты, опущенной на гипотенузу, равен произведению отрезков, на которые она делит гипотенузу: \( CH^2 = AH \cdot HB \).

Также, квадрат катета равен произведению гипотенузы на прилежащий к этому катету отрезок гипотенузы: \( AC^2 = AB \cdot AH \) и \( BC^2 = AB \cdot HB \).

Из подобия треугольников ACH и CBH следует: \( \frac{CH}{AH} = \frac{HB}{CH} \), то есть \( CH^2 = AH \cdot HB \).

Рассмотрим соотношение катетов и отрезков гипотенузы:

\( AC^2 = AB · AH \) и \( BC^2 = AB · HB \).

Также, из подобия треугольников, \( \frac{AC}{BC} = \frac{AH}{CH} = \frac{CH}{HB} \).

Нам дано \( AC = 8 \) и \( CH = 2√15 \).

Найдем \( CH^2 = (2√15)^2 = 4 · 15 = 60 \).

Из соотношения \( · · · \) (недостающая информация из условия или рисунка, предполагаем, что \( AH \) или \( HB \) можно найти).

Если бы мы знали \( AH \), то \( 8^2 = AB · AH \), то есть \( 64 = AB · AH \).

Или если бы знали \( HB \), то \( BC^2 = AB · HB \).

По теореме Пифагора: \( AC^2 + BC^2 = AB^2 \).

Из подобия \( △ ACH ∽ △ CBH ∽ △ ABC \).

Значит, \( ∠ ABC = ∠ ACH \) и \( ∠ BAC = ∠ BCH \).

Нам нужно найти \( ᵇ ↛ ∠ ABC \). В прямоугольном треугольнике ABC, \( ᵇ ↛ ∠ ABC = ⅗ ∠ AB \).

Из подобия \( △ CBH ∽ △ ABC \), имеем \( ᵇ ↛ ∠ ABC = ⅗ ∠ BC = ⅗ ∠ AB \). Это неправильно.

Из подобия \( △ ACH ∽ △ ABC \), имеем \( ᵇ ↛ ∠ ABC = ⅗ ∠ AC = ⅗ ∠ AB \).

Чтобы найти \( AB \), нам нужно знать \( AH \) или \( HB \).

Из \( CH^2 = AH · HB \) => \( 60 = AH · HB \).

Из \( AC^2 = AB · AH \) => \( 64 = (AH + HB) · AH \).

Из \( BC^2 = AB · HB \) => \( BC^2 = (AH + HB) · HB \).

Из \( CH^2 = 60 \) и \( AC^2 = 64 \).

\( AB = AH + HB \).

\( 64 = AB · AH \) => \( AH = ⅗ \).

\( BC^2 = AB · HB \) => \( BC^2 = 64 + 60 = 124 \) ? Нет.

Используем формулу \( ᵇ ↛ ∠ ABC = ⅗ ∠ AC = ⅗ ∠ AB \). Нам нужно найти \( AB \).

Мы знаем \( AC = 8 \) и \( CH = 2√15 \).

Рассмотрим \( △ ACH \). \( AC^2 = AH^2 + CH^2 \).

\( 8^2 = AH^2 + (2√15)^2 \)

\( 64 = AH^2 + 60 \)

\( AH^2 = 4 \) => \( AH = 2 \).

Теперь найдем гипотенузу \( AB \): \( AC^2 = AB · AH \).

\( 8^2 = AB · 2 \)

\( 64 = AB · 2 \)

\( AB = 32 \).

Теперь можно найти \( ᵇ ↛ ∠ ABC \):

\( ᵇ ↛ ∠ ABC = ⅗ ∠ AC = ⅗ ∠ AB = ⅗ ∠ 32 = ⅗ ∠ 16 \).

Ответ: ⅗∠16.