Рассмотрим прямоугольный треугольник, в котором один из углов равен 60 градусов. Обозначим:
- ( c ) — гипотенуза,
- ( a ) — меньший катет,
- ( b ) — больший катет.
В прямоугольном треугольнике с углом 60 градусов, меньший катет ( a ) противолежит углу 60 градусов, а больший катет ( b ) противолежит углу 30 градусов. По свойствам треугольника, можно выразить катеты через гипотенузу:
Меньший катет ( a ) равен:
[
a = c \cdot \sin(60^\circ) = c \cdot \frac{\sqrt{3}}{2}
]
Больший катет ( b ) равен:
[
b = c \cdot \sin(30^\circ) = c \cdot \frac{1}{2}
]
Также по условию задачи, разность гипотенузы и меньшего катета равна 15 см:
[
c - a = 15
]
Теперь подставим выражение для ( a ):
[
c - \left(c \cdot \frac{\sqrt{3}}{2}\right) = 15
]
Упростим это уравнение:
[
c \left(1 - \frac{\sqrt{3}}{2}\right) = 15
]
Введем новую переменную:
[
1 - \frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{2 - \sqrt{3}}{2}
]
Таким образом, уравнение принимает вид:
[
c \cdot \frac{2 - \sqrt{3}}{2} = 15
]
Умножим обе стороны на 2:
[
c(2 - \sqrt{3}) = 30
]
Теперь выразим гипотенузу ( c ):
[
c = \frac{30}{2 - \sqrt{3}}
]
Чтобы избавиться от иррациональности в знаменателе, умножим числитель и знаменатель на сопряженное выражение:
[
c = \frac{30(2 + \sqrt{3})}{(2 - \sqrt{3})(2 + \sqrt{3})} = \frac{30(2 + \sqrt{3})}{4 - 3} = 30(2 + \sqrt{3})
]
Теперь вычислим значение:
[
c = 30 \cdot 2 + 30 \cdot \sqrt{3} = 60 + 30\sqrt{3}
]
Приблизительное значение ( \sqrt{3} ) равно 1.732, поэтому:
[
c \approx 60 + 30 \cdot 1.732 \approx 60 + 51.96 \approx 111.96 \text{ см}
]
Таким образом, гипотенуза ( c ) равна:
[
c \approx 111.96 \text{ см}
]
Окончательный ответ: гипотенуза составляет примерно 111.96 см.