Рассмотрим прямоугольную трапецию (ABCD) с основаниями (AB) и (CD), где (AB) — меньшее основание, а (CD) — большее основание. Пусть (AD) и (BC) — боковые стороны, причем (AD) является перпендикулярной к основаниям.
По условию, (AB = AD) и один из углов трапеции равен (45^\circ). Поскольку у нас прямоугольная трапеция, то угол (DAB = 45^\circ). Это значит, что (AD) и (AB) образуют прямоугольный треугольник (DAB) с углом (45^\circ) при вершине (A). В таком треугольнике катеты равны, следовательно, (AB = AD).
Средняя линия трапеции, которая параллельна основаниям и проходит на равном расстоянии от них, равна полусумме оснований:
[MN = \frac{AB + CD}{2} = 10 \text{ см}.]
Подставим известное значение средней линии:
[10 = \frac{AB + CD}{2}.]
Отсюда:
[AB + CD = 20 \text{ см}.]
Теперь обозначим длину меньшего основания и меньшей боковой стороны как (a):
[AB = AD = a.]
Таким образом, (a = AB = AD).
Теперь найдём (CD):
[CD = 20 - a.]
Так как угол (DAB = 45^\circ), то в прямоугольном треугольнике (DAB) можно выразить гипотенузу (BD) через катет (a) (поскольку (BD) — диагональ трапеции и является гипотенузой этого треугольника).
Применим теорему Пифагора к треугольнику (DAB):
[BD = \sqrt{AB^2 + AD^2} = \sqrt{a^2 + a^2} = \sqrt{2a^2} = a\sqrt{2}.]
Теперь найдем длину боковой стороны (BC):
[BC = CD - AB = (20 - a) - a = 20 - 2a.]
Периметр трапеции (ABCD) равен сумме длин всех её сторон:
[P = AB + BC + CD + AD.]
Подставим известные значения:
[P = a + (20 - 2a) + (20 - a) + a.]
Сократим:
[P = a + 20 - 2a + 20 - a + a.]
[P = 40 - a.]
Теперь найдём значение (a), чтобы выразить периметр численно. Средняя линия трапеции равна 10 см, и мы знаем, что:
[10 = \frac{a + (20 - a)}{2}.]
Решим уравнение:
[10 = \frac{20}{2}.]
[10 = 10.]
Уравнение верно при любом значении (a). Значит (a) может быть любым числом, которое удовлетворяет условиям задачи. В реальных задачах обычно указывают числовое значение (a).
Если (a = 5) см (как пример):
[P = 40 - 5 = 35 \text{ см}.]
Таким образом, для данной задачи при (a = 5) см периметр трапеции будет равен 35 см.