В треугольнике MNK MNK проведена высота NS NS из вершины NN так, что точка S S лежит на отрезке MK MK и углы MNS и NKS равны. Найти длину стороны MNMN, если длина MS равна 6, а длина SK равна 18.
Подсолнух
Пусть длина стороны MN равна x. Также, пусть точка H - основание высоты NS.
Так как угол MNS равен углу NKS, то треугольники MNS и NKS подобны.
Из подобия треугольников мы можем установить следующее соотношение:
\(\frac{{MS}}{{NS}} = \frac{{SN}}{{KS}}\)
Подставляя известные значения, мы получаем:
\(\frac{{6}}{{NS}} = \frac{{NS - 6}}{{x}}\)
Решим эту пропорцию относительно переменной x.
Умножим обе части пропорции на NS и раскроем скобки:
\(6x = NS^2 - 6NS\)
Так как мы знаем, что высота является перпендикуляром к основанию, то треугольник MNS - прямоугольный треугольник.
Используя теорему Пифагора в треугольнике MNS, получаем:
\(x^2 = NS^2 - 36\)
Теперь мы можем соединить оба уравнения:
\(6x = x^2 - 6NS + 36\)
Перенесем все члены уравнения в одну сторону:
\(x^2 - 6x - 6NS + 36 = 0\)
А теперь заметим, что треугольник MNK - прямоугольный, и поэтому можем использовать теорему Пифагора еще раз:
\(x^2 = NS^2 + SK^2\)
Подставим известные значения:
\(x^2 = NS^2 + 36\)
Таким образом, уравнения связывают стороны x и NS:
\(\begin{cases}
x^2 - 6x - 6NS + 36 = 0 \\
x^2 = NS^2 + 36
\end{cases}\)
Решим эту систему уравнений методом подстановки.
Из второго уравнения получаем выражение для NS:
\(NS^2 = x^2 - 36\)
Подставим это выражение в первое уравнение:
\(x^2 - 6x - 6(x^2 - 36) + 36 = 0\)
Раскроем скобки и упростим:
\(x^2 - 6x - 6x^2 + 216 + 36 = 0\)
Сгруппируем похожие члены:
\(-5x^2 - 6x + 252 = 0\)
Чтобы решить это уравнение, мы можем применить квадратное уравнение или факторизацию.
Мы увидим, что 252 является произведением двух различных натуральных чисел: 6 и 42. А также, чтобы коэффициент при \(x^2\) был отрицательным, большее число должно быть отрицательным.
Таким образом, мы можем представить уравнение следующим образом:
\(-5x^2 - 6x + 252 = -5x^2 - 42x + 36x + 252 = -3x(5x + 14) + 36(5x + 14) = (5x + 14)(36 - 3x) = 0\)
Решим эти два линейных уравнения по отдельности:
\(5x + 14 = 0\) или \(36 - 3x = 0\)
Из первого уравнения получаем, что \(x = -\frac{14}{5}\), но так как сторона треугольника не может быть отрицательной, этот ответ нам не подходит.
Из второго уравнения получаем, что \(36 - 3x = 0\), то есть \(x = \frac{36}{3} = 12\).
Таким образом, длина стороны MN равна 12.
Так как угол MNS равен углу NKS, то треугольники MNS и NKS подобны.
Из подобия треугольников мы можем установить следующее соотношение:
\(\frac{{MS}}{{NS}} = \frac{{SN}}{{KS}}\)
Подставляя известные значения, мы получаем:
\(\frac{{6}}{{NS}} = \frac{{NS - 6}}{{x}}\)
Решим эту пропорцию относительно переменной x.
Умножим обе части пропорции на NS и раскроем скобки:
\(6x = NS^2 - 6NS\)
Так как мы знаем, что высота является перпендикуляром к основанию, то треугольник MNS - прямоугольный треугольник.
Используя теорему Пифагора в треугольнике MNS, получаем:
\(x^2 = NS^2 - 36\)
Теперь мы можем соединить оба уравнения:
\(6x = x^2 - 6NS + 36\)
Перенесем все члены уравнения в одну сторону:
\(x^2 - 6x - 6NS + 36 = 0\)
А теперь заметим, что треугольник MNK - прямоугольный, и поэтому можем использовать теорему Пифагора еще раз:
\(x^2 = NS^2 + SK^2\)
Подставим известные значения:
\(x^2 = NS^2 + 36\)
Таким образом, уравнения связывают стороны x и NS:
\(\begin{cases}
x^2 - 6x - 6NS + 36 = 0 \\
x^2 = NS^2 + 36
\end{cases}\)
Решим эту систему уравнений методом подстановки.
Из второго уравнения получаем выражение для NS:
\(NS^2 = x^2 - 36\)
Подставим это выражение в первое уравнение:
\(x^2 - 6x - 6(x^2 - 36) + 36 = 0\)
Раскроем скобки и упростим:
\(x^2 - 6x - 6x^2 + 216 + 36 = 0\)
Сгруппируем похожие члены:
\(-5x^2 - 6x + 252 = 0\)
Чтобы решить это уравнение, мы можем применить квадратное уравнение или факторизацию.
Мы увидим, что 252 является произведением двух различных натуральных чисел: 6 и 42. А также, чтобы коэффициент при \(x^2\) был отрицательным, большее число должно быть отрицательным.
Таким образом, мы можем представить уравнение следующим образом:
\(-5x^2 - 6x + 252 = -5x^2 - 42x + 36x + 252 = -3x(5x + 14) + 36(5x + 14) = (5x + 14)(36 - 3x) = 0\)
Решим эти два линейных уравнения по отдельности:
\(5x + 14 = 0\) или \(36 - 3x = 0\)
Из первого уравнения получаем, что \(x = -\frac{14}{5}\), но так как сторона треугольника не может быть отрицательной, этот ответ нам не подходит.
Из второго уравнения получаем, что \(36 - 3x = 0\), то есть \(x = \frac{36}{3} = 12\).
Таким образом, длина стороны MN равна 12.
Знаешь ответ?