Дано: Прямоугольный треугольник ABC, \(\angle C = 90^{\circ}\), CH - высота, AB = 45, \(sin A = \frac{1}{3}\).
Найти: BH
Решение:
1. Рассмотрим прямоугольный треугольник ABC. По определению синуса острого угла в прямоугольном треугольнике:
\(sin A = \frac{BC}{AB}\)
Тогда:
\(BC = AB \cdot sin A = 45 \cdot \frac{1}{3} = 15\)
2. Рассмотрим прямоугольный треугольник CBH. \(\angle CHB = 90^{\circ}\).
По теореме Пифагора:
\(BC^2 = BH^2 + CH^2\)
Выразим BH:
\(BH^2 = BC^2 - CH^2\)
3. Чтобы найти BH, нам нужно выразить CH через известные величины. Сначала найдем cos A.
По основному тригонометрическому тождеству:
\(sin^2 A + cos^2 A = 1\)
Тогда:
\(cos^2 A = 1 - sin^2 A = 1 - (\frac{1}{3})^2 = 1 - \frac{1}{9} = \frac{8}{9}\)
\(cos A = \sqrt{\frac{8}{9}} = \frac{2\sqrt{2}}{3}\)
4. Теперь рассмотрим прямоугольный треугольник ACH. В нем:
\(cos A = \frac{AH}{AC}\)
А в треугольнике ABC:
\(cos A = \frac{AC}{AB}\)
Таким образом:
\(AC = AB \cdot cos A = 45 \cdot \frac{2\sqrt{2}}{3} = 30\sqrt{2}\)
5. Теперь найдем CH, рассмотрев треугольник ACH.
По теореме Пифагора:
\(AC^2 = AH^2 + CH^2\)
Но это нам ничего не дает. С другой стороны, площадь треугольника ABC можно найти двумя способами:
\(S_{ABC} = \frac{1}{2} \cdot AC \cdot BC = \frac{1}{2} \cdot AB \cdot CH\)
Отсюда:
\(CH = \frac{AC \cdot BC}{AB} = \frac{30\sqrt{2} \cdot 15}{45} = 10\sqrt{2}\)
6. Теперь, зная BC и CH, найдем BH из треугольника CBH:
\(BH = \sqrt{BC^2 - CH^2} = \sqrt{15^2 - (10\sqrt{2})^2} = \sqrt{225 - 200} = \sqrt{25} = 5\)
Ответ: 5