В прямоугольном треугольнике с одним из углов, равным 30 градусам, противоположный этому углу катет равен половине гипотенузы. Давайте обозначим катеты треугольника как (a) и (b), где (a) — катет, прилежащий к углу в 30 градусов, а (b) — катет, противоположный углу в 30 градусов. Гипотенузу обозначим как (c).
Пусть угол (A) равен 30 градусам. Тогда угол (B) равен 60 градусам, а угол (C) — 90 градусов.
Известно, что (b = 18) см. Поскольку угол (A) равен 30 градусам, гипотенуза (c) равна двойному значению катета (b). То есть:
[ c = 2b = 2 \cdot 18 = 36 \text{ см} ]
Теперь найдем другой катет (a). Используя теорему Пифагора для треугольника ( \triangle ABC ):
[ a^2 + b^2 = c^2 ]
Подставим известные значения:
[ a^2 + 18^2 = 36^2 ]
Решим уравнение:
[ a^2 + 324 = 1296 ]
[ a^2 = 1296 - 324 ]
[ a^2 = 972 ]
[ a = \sqrt{972} = 18\sqrt{3} \text{ см} ]
Теперь нам нужно найти, на какие отрезки делится катет (b = 18) см биссектрисой угла (B = 60) градусов. Биссектриса угла в треугольнике делит противоположную сторону на отрезки, пропорциональные прилежащим сторонам.
В треугольнике ( \triangle ABC ), биссектриса (BD), проведенная к катету (AC), делит его на отрезки (AD) и (DC), такие что:
[ \frac{AD}{DC} = \frac{AB}{BC} = \frac{a}{b} = \frac{18\sqrt{3}}{18} = \sqrt{3} ]
Пусть (AD = x) и (DC = y). Тогда:
[ \frac{x}{y} = \sqrt{3} ]
[ x = y \sqrt{3} ]
И (x + y = 18):
[ y \sqrt{3} + y = 18 ]
[ y (\sqrt{3} + 1) = 18 ]
[ y = \frac{18}{\sqrt{3} + 1} ]
Для удобства умножим числитель и знаменатель на сопряженное выражение (\sqrt{3} - 1):
[ y = \frac{18 (\sqrt{3} - 1)}{(\sqrt{3} + 1)(\sqrt{3} - 1)} = \frac{18 (\sqrt{3} - 1)}{3 - 1} = 9 (\sqrt{3} - 1) \text{ см} ]
Теперь найдем (x):
[ x = y \sqrt{3} = 9 (\sqrt{3} - 1) \sqrt{3} = 9 (3 - \sqrt{3}) = 27 - 9\sqrt{3} \text{ см} ]
Таким образом, катет (AC) делится биссектрисой угла (B) на два отрезка: (AD) и (DC), длины которых равны:
[ AD = 27 - 9\sqrt{3} \text{ см} ]
[ DC = 9 (\sqrt{3} - 1) \text{ см} ]