В прямоугольном треугольнике ABC, где ∠C = 90° и ∠A = 30°, проведена медиана CM и биссектриса MD треугольника CMA. Необходимо найти MD, если BC = 23 см.
Решение:
Так как CM - медиана, проведенная из прямого угла, она равна половине гипотенузы, то есть
$$CM = \frac{1}{2}AB$$В прямоугольном треугольнике ABC катет BC лежит напротив угла A = 30°, следовательно, гипотенуза AB в два раза больше катета BC:
$$AB = 2BC = 2 \times 23 = 46 \text{ см}$$Тогда медиана CM равна:
$$CM = \frac{1}{2}AB = \frac{1}{2} \times 46 = 23 \text{ см}$$Рассмотрим треугольник CMA. Так как CM = AM (медиана), то треугольник CMA - равнобедренный, следовательно,
$$∠A = ∠MCA = 30°$$Тогда угол CMA равен:
$$∠CMA = 180° - (∠A + ∠MCA) = 180° - (30° + 30°) = 120°$$MD - биссектриса угла CMA, значит,
$$∠CMD = \frac{1}{2} ∠CMA = \frac{1}{2} \times 120° = 60°$$Рассмотрим треугольник CMD. В этом треугольнике:
$$∠CMD = 60°$$ $$∠MCA = 30°$$Тогда угол MDC равен:
$$∠MDC = 180° - (∠CMD + ∠MCA) = 180° - (60° + 30°) = 90°$$То есть, треугольник CMD - прямоугольный.
В прямоугольном треугольнике CMD катет CM известен (CM = 23 см), а угол CMD = 60°. Тогда MD является прилежащим катетом к углу CMD. Найдем MD, используя тангенс угла CMD:
$$\tan(∠CMD) = \frac{CD}{MD}$$ $$\tan(60°) = \sqrt{3}$$ $$CD = CM \sin(30) = 23 \frac{\sqrt{3}}{2}$$ $$MD = \frac{CM}{\tan(60)} = \frac{23}{\sqrt{3}} = \frac{23 \sqrt{3}}{3}$$Ответ: $$MD = \frac{23 \sqrt{3}}{3} \text{ см}$$