Для нахождения площади трапеции нам нужно найти её высоту. В данном случае боковая сторона образует угол с большим основанием, и это поможет нам найти высоту с помощью тригонометрических функций.
Дано:
- Основания трапеции: ( a = 9 ) см и ( b = 7 ) см
- Боковая сторона ( c = 6 ) см
Угол между большем основанием и боковой стороной ( \alpha = 45^\circ )
Найдём высоту трапеции. Высота ( h ) будет проекцией боковой стороны ( c ) на перпендикулярный к основаниям отрезок. Используем синус угла для нахождения высоты:
[ h = c \cdot \sin(\alpha) ]
[ h = 6 \cdot \sin(45^\circ) ]
[ \sin(45^\circ) = \frac{\sqrt{2}}{2} ]
[ h = 6 \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} = 3\sqrt{2} \, \text{см} ]
- Наша трапеция делится на два прямоугольных треугольника и прямоугольник. Нам нужно найти длину одного из оснований прямоугольника, который находится между этими треугольниками. Для этого найдём проекцию боковой стороны на ось параллельную основаниям трапеции:
[ d = c \cdot \cos(\alpha) ]
[ d = 6 \cdot \cos(45^\circ) ]
[ \cos(45^\circ) = \frac{\sqrt{2}}{2} ]
[ d = 6 \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} = 3\sqrt{2} \, \text{см} ]
Теперь длина верхнего основания трапеции равна ( 9 - 2 \cdot 3\sqrt{2} ). Проверим это выражение.
В нашем случае, проекция каждого бокового основания на ось параллельную основаниям трапеции:
[ d = 3\sqrt{2} ]
Поскольку у нас две боковые стороны, проекция которых на ось параллельную основаниям составляет (2 \cdot 3\sqrt{2}).
Вычтем эту проекцию из нижнего основания:
[ Верхнее основание = 9 - 2 \cdot 3\sqrt{2} = 9 - 6\sqrt{2} ]
- Найдём площадь трапеции по формуле площади трапеции:
[ S = \frac{1}{2} \cdot (a + b) \cdot h ]
[ S = \frac{1}{2} \cdot (9 + (9 - 6\sqrt{2})) \cdot 3\sqrt{2} ]
Сократим выражение:
[ S = \frac{1}{2} \cdot (18 - 6\sqrt{2}) \cdot 3\sqrt{2} ]
Теперь раскроем скобки и упростим:
[ S = \frac{1}{2} \cdot (54\sqrt{2} - 18 \cdot 2) ]
[ S = \frac{1}{2} \cdot (54\sqrt{2} - 36) ]
[ S = 27\sqrt{2} - 18 ]
Таким образом, площадь трапеции составляет ( 27\sqrt{2} - 18 ) квадратных сантиметров.