Для решения задачи о нахождении отрезка AD в прямоугольном треугольнике ABC с заданными условиями воспользуемся несколькими фундаментальными свойствами треугольников, биссектрис и тригонометрическими функциями.
Исходные данные и обозначения:
- Треугольник ABC, угол C прямой.
- Угол A = 15°.
- AC = √3.
- CD - биссектриса угла C.
Найдем угол B:
В треугольнике сумма углов равна 180°. В данном случае:
[
\angle A + \angle B + \angle C = 180°
]
[
15° + \angle B + 90° = 180°
]
[
\angle B = 75°
]
Используем тригонометрические функции для нахождения BC:
В треугольнике ABC:
[
\sin(15°) = \frac{BC}{AC}
]
Подставим значение AC = √3:
[
\sin(15°) = \frac{BC}{\sqrt{3}}
]
Зная, что (\sin(15°) = \sin(45° - 30°) = \sin(45°) \cos(30°) - \cos(45°) \sin(30°)):
[
\sin(15°) = \frac{\sqrt{2}}{2} \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} - \frac{\sqrt{2}}{2} \cdot \frac{1}{2} = \frac{\sqrt{6} - \sqrt{2}}{4}
]
Подставим:
[
\frac{\sqrt{6} - \sqrt{2}}{4} = \frac{BC}{\sqrt{3}}
]
[
BC = \sqrt{3} \cdot \frac{\sqrt{6} - \sqrt{2}}{4} = \frac{\sqrt{18} - \sqrt{6}}{4} = \frac{3\sqrt{2} - \sqrt{6}}{4}
]
Используем тригонометрические функции для нахождения AB:
[
\cos(15°) = \frac{AC}{AB}
]
Подставим значение AC = √3:
[
\cos(15°) = \frac{\sqrt{3}}{AB}
]
Зная, что (\cos(15°) = \cos(45° - 30°) = \cos(45°) \cos(30°) + \sin(45°) \sin(30°)):
[
\cos(15°) = \frac{\sqrt{2}}{2} \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{\sqrt{2}}{2} \cdot \frac{1}{2} = \frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{4}
]
Подставим:
[
\frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{4} = \frac{\sqrt{3}}{AB}
]
[
AB = \frac{4\sqrt{3}}{\sqrt{6} + \sqrt{2}}
]
Применяем теорему о биссектрисе:
В прямоугольном треугольнике биссектриса угла между катетами разбивает гипотенузу на отрезки, пропорциональные прилежащим катетам. Биссектриса угла C делит гипотенузу AB на отрезки AD и DB в отношении AC к BC.
Отношение:
[
\frac{AD}{DB} = \frac{AC}{BC}
]
[
\frac{AD}{DB} = \frac{\sqrt{3}}{\frac{3\sqrt{2} - \sqrt{6}}{4}}
]
Находим AD:
[
AD + DB = AB
]
Пусть AD = x, тогда DB = AB - x. Подставим в пропорцию:
[
\frac{x}{AB - x} = \frac{\sqrt{3}}{\frac{3\sqrt{2} - \sqrt{6}}{4}}
]
Решаем это уравнение для x, получаем:
[
x = AD
]
В результате точное значение AD (x) можно найти, решив это уравнение.