Каковы стороны равнобедренного треугольника, если его периметр составляет 16 и медиана, проведенная к боковой стороне, равна корню из 17?
Донна
Для начала давайте разберемся с определением равнобедренного треугольника. Равнобедренный треугольник - это треугольник, у которого две стороны равны между собой. Так как у нас указано, что периметр треугольника составляет 16, то каждая сторона будет равняться половине периметра, то есть 16/2 = 8.
По условию также известно, что медиана, проведенная к боковой стороне, равна корню. Итак, давайте обозначим медиану как \(m\). Так как медиана является отрезком, проведенным от вершины до середины противоположной стороны, то она разделяет наполовину треугольник. Таким образом, мы можем представить равнобедренный треугольник как два прямоугольных треугольника, в которых \(m\) является гипотенузой.
Теперь давайте рассмотрим один из этих треугольников. Обозначим катеты этого треугольника как \(a\) и \(b\), а гипотенузу (то есть медиану) как \(m\). Мы знаем, что медиана равна корню, поэтому у нас получается следующее уравнение:
\[\sqrt{a^2 + b^2} = \sqrt{m^2}\]
Поскольку треугольник равнобедренный, значит \(a = b\). Заменяя \(a\) и \(b\) на одну и ту же переменную, обозначим ее как \(x\), уравнение преобразуется следующим образом:
\[\sqrt{x^2 + x^2} = \sqrt{m^2}\]
Упрощая полученное уравнение, мы имеем:
\[\sqrt{2x^2} = \sqrt{m^2}\]
Применяя свойства радикалов, мы можем сократить корень и получить:
\[\sqrt{2}x = m\]
Теперь мы знаем, что медиана равна \(\sqrt{}\) и равна \(m\). Подставляя это значение в уравнение, имеем:
\[\sqrt{2}x = \sqrt{m^2}\]
Для простоты решения, давайте возведем обе части уравнения в квадрат:
\[2x^2 = m^2\]
Теперь мы имеем систему из двух уравнений:
\[
\begin{cases}
8 = 2x + m \\
2x^2 = m^2
\end{cases}
\]
Отсюда мы можем выразить \(m\) из первого уравнения:
\(m = 8 - 2x\)
Теперь заменим \(m\) вторым уравнением:
\(2x^2 = (8-2x)^2\)
Раскроем скобки и решим получившееся уравнение:
\(2x^2 = 64 - 32x + 4x^2\)
Приведем подобные слагаемые и преобразуем уравнение:
\(2x^2 - 4x^2 + 32x - 64 = 0\)
\(-2x^2 + 32x - 64 = 0\)
Разделим все слагаемые на -2:
\(x^2 - 16x + 32 = 0\)
Мы получили квадратное уравнение. Давайте решим его с помощью квадратного корня:
\(x = \dfrac{-(-16) \pm \sqrt{(-16)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 32}}{2 \cdot 1}\)
\(x = \dfrac{16 \pm \sqrt{256 - 128}}{2}\)
\(x = \dfrac{16 \pm \sqrt{128}}{2}\)
\(x = \dfrac{16 \pm 8\sqrt{2}}{2}\)
Упростим выражение:
\(x = 8 \pm 4\sqrt{2}\)
Итак, суммировав все решения, мы получаем два возможных значения \(x\): \(x_1 = 8 + 4\sqrt{2}\) и \(x_2 = 8 - 4\sqrt{2}\).
Так как сторона не может быть отрицательной, то мы отбрасываем \(x_2 = 8 - 4\sqrt{2}\).
Таким образом, стороны равнобедренного треугольника равны \(x = 8 + 4\sqrt{2}\).
По условию также известно, что медиана, проведенная к боковой стороне, равна корню. Итак, давайте обозначим медиану как \(m\). Так как медиана является отрезком, проведенным от вершины до середины противоположной стороны, то она разделяет наполовину треугольник. Таким образом, мы можем представить равнобедренный треугольник как два прямоугольных треугольника, в которых \(m\) является гипотенузой.
Теперь давайте рассмотрим один из этих треугольников. Обозначим катеты этого треугольника как \(a\) и \(b\), а гипотенузу (то есть медиану) как \(m\). Мы знаем, что медиана равна корню, поэтому у нас получается следующее уравнение:
\[\sqrt{a^2 + b^2} = \sqrt{m^2}\]
Поскольку треугольник равнобедренный, значит \(a = b\). Заменяя \(a\) и \(b\) на одну и ту же переменную, обозначим ее как \(x\), уравнение преобразуется следующим образом:
\[\sqrt{x^2 + x^2} = \sqrt{m^2}\]
Упрощая полученное уравнение, мы имеем:
\[\sqrt{2x^2} = \sqrt{m^2}\]
Применяя свойства радикалов, мы можем сократить корень и получить:
\[\sqrt{2}x = m\]
Теперь мы знаем, что медиана равна \(\sqrt{}\) и равна \(m\). Подставляя это значение в уравнение, имеем:
\[\sqrt{2}x = \sqrt{m^2}\]
Для простоты решения, давайте возведем обе части уравнения в квадрат:
\[2x^2 = m^2\]
Теперь мы имеем систему из двух уравнений:
\[
\begin{cases}
8 = 2x + m \\
2x^2 = m^2
\end{cases}
\]
Отсюда мы можем выразить \(m\) из первого уравнения:
\(m = 8 - 2x\)
Теперь заменим \(m\) вторым уравнением:
\(2x^2 = (8-2x)^2\)
Раскроем скобки и решим получившееся уравнение:
\(2x^2 = 64 - 32x + 4x^2\)
Приведем подобные слагаемые и преобразуем уравнение:
\(2x^2 - 4x^2 + 32x - 64 = 0\)
\(-2x^2 + 32x - 64 = 0\)
Разделим все слагаемые на -2:
\(x^2 - 16x + 32 = 0\)
Мы получили квадратное уравнение. Давайте решим его с помощью квадратного корня:
\(x = \dfrac{-(-16) \pm \sqrt{(-16)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 32}}{2 \cdot 1}\)
\(x = \dfrac{16 \pm \sqrt{256 - 128}}{2}\)
\(x = \dfrac{16 \pm \sqrt{128}}{2}\)
\(x = \dfrac{16 \pm 8\sqrt{2}}{2}\)
Упростим выражение:
\(x = 8 \pm 4\sqrt{2}\)
Итак, суммировав все решения, мы получаем два возможных значения \(x\): \(x_1 = 8 + 4\sqrt{2}\) и \(x_2 = 8 - 4\sqrt{2}\).
Так как сторона не может быть отрицательной, то мы отбрасываем \(x_2 = 8 - 4\sqrt{2}\).
Таким образом, стороны равнобедренного треугольника равны \(x = 8 + 4\sqrt{2}\).
Знаешь ответ?