Давайте решим задачу шаг за шагом. Нам дан равнобедренный треугольник ( \triangle ABC ), в котором ( AC = BC ), ( AB = 102 ), и высота ( CH = 51\sqrt{3} ). Требуется найти угол ( \angle C ).
Шаг 1. Свойства равнобедренного треугольника
В равнобедренном треугольнике высота, проведённая к основанию, также является медианой и биссектрисой. Это значит, что высота ( CH ) делит сторону ( AB ) на две равные части. Поэтому:
[
AH = HB = \frac{AB}{2} = \frac{102}{2} = 51.
]
Шаг 2. Прямоугольные треугольники
Высота ( CH ) образует два прямоугольных треугольника: ( \triangle ACH ) и ( \triangle BCH ). Рассмотрим, например, ( \triangle ACH ). В этом треугольнике:
- Гипотенуза ( AC ) равна стороне ( AC ) треугольника,
- Один из катетов ( AH = 51 ),
- Другой катет ( CH = 51\sqrt{3} ).
Шаг 3. Найдём длину ( AC )
Используем теорему Пифагора для ( \triangle ACH ):
[
AC^2 = AH^2 + CH^2.
]
Подставляем данные:
[
AC^2 = 51^2 + (51\sqrt{3})^2.
]
Вычислим квадраты:
[
51^2 = 2601, \quad (51\sqrt{3})^2 = 51^2 \cdot 3 = 2601 \cdot 3 = 7803.
]
Складываем:
[
AC^2 = 2601 + 7803 = 10404.
]
Берём квадратный корень:
[
AC = \sqrt{10404} = 102.
]
Таким образом, ( AC = BC = 102 ), что соответствует равнобедренному треугольнику.
Шаг 4. Найдём угол ( \angle C )
Теперь мы можем найти ( \angle C ) с использованием тригонометрических функций. В треугольнике ( \triangle ACH ):
[
\tan \angle ACH = \frac{CH}{AH}.
]
Подставляем значения:
[
\tan \angle ACH = \frac{51\sqrt{3}}{51} = \sqrt{3}.
]
Из таблицы углов известно, что:
[
\tan 60^\circ = \sqrt{3}.
]
Следовательно:
[
\angle ACH = 60^\circ.
]
Так как ( \triangle ABC ) равнобедренный, угол ( \angle C ) равен удвоенному углу ( \angle ACH ), то есть:
[
\angle C = 2 \cdot 60^\circ = 120^\circ.
]
Ответ:
Угол ( \angle C ) равен ( \mathbf{120^\circ} ).