Дано:
\(\triangle ABC\) - прямоугольный, \(\angle C = 90^\circ\)
\(CH\) - высота,
\(AB = 45\),
\(\sin A = \frac{2}{3}\).
Найти: \(BH\)
Решение:
1. Рассмотрим прямоугольный \(\triangle ABC\). Выразим катет \(BC\) через гипотенузу \(AB\) и синус угла \(A\):
\(\sin A = \frac{BC}{AB}\)
\(BC = AB \cdot \sin A = 45 \cdot \frac{2}{3} = 15 \cdot 2 = 30\).
2. Рассмотрим прямоугольный \(\triangle ABC\). Выразим \(\cos A\) через основное тригонометрическое тождество:
\(\sin^2 A + \cos^2 A = 1\)
\(\cos^2 A = 1 - \sin^2 A = 1 - (\frac{2}{3})^2 = 1 - \frac{4}{9} = \frac{5}{9}\)
\(\cos A = \sqrt{\frac{5}{9}} = \frac{\sqrt{5}}{3}\)
3. Рассмотрим прямоугольный \(\triangle ABH\). Выразим катет \(AH\) через гипотенузу \(AB\) и косинус угла \(A\):
\(\cos A = \frac{AH}{AB}\)
4. Выразим катет \(BH\) из прямоугольного \(\triangle BCH\). Для этого рассмотрим \(\triangle ABC\) и применим теорему Пифагора:
\(AB^2 = AC^2 + BC^2\)
\(45^2 = AC^2 + 30^2\)
\(AC^2 = 45^2 - 30^2 = 2025 - 900 = 1125\)
\(AC = \sqrt{1125} = \sqrt{225 \cdot 5} = 15\sqrt{5}\)
5. Запишем теорему Пифагора для \(\triangle ACH\):
\(AC^2 = AH^2 + CH^2\)
\(CH^2 = AC^2 - AH^2\)
6. Запишем теорему Пифагора для \(\triangle BCH\):
\(BC^2 = BH^2 + CH^2\)
\(CH^2 = BC^2 - BH^2\)
7. Приравняем выражения для \(CH^2\):
\(AC^2 - AH^2 = BC^2 - BH^2\)
\(1125 - AH^2 = 900 - BH^2\)
8. Выразим \(AH\) через \(AB\) и \(\cos A\):
\(AH = AB \cdot \cos A = 45 \cdot \frac{\sqrt{5}}{3} = 15\sqrt{5}\)
9. Подставим найденное значение \(AH\) в уравнение из пункта 7:
\(1125 - (15\sqrt{5})^2 = 900 - BH^2\)
\(1125 - 225 \cdot 5 = 900 - BH^2\)
\(1125 - 1125 = 900 - BH^2\)
\(0 = 900 - BH^2\)
\(BH^2 = 20\)
10. Найдем \(BH\):
\(BH = \frac{BC^2}{AB} = \frac{30^2}{45} = \frac{900}{45} = 20\)
Ответ: \(\bf{20}\)