Чтобы найти площадь трапеции ABCD, можно воспользоваться формулой:
\[ S = \frac{(a + b)}{2} \cdot h \]
где \( S \) — площадь трапеции, \( a \) и \( b \) — длины оснований, а \( h \) — высота.
Из условия задачи у нас есть основания \( a = 21 \) и \( b = 27 \). Нам также дана длина одной из боковых сторон, равная 16, и косинус угла между этой боковой стороной и одним из оснований:
\[ \cos(\theta) = \frac{\sqrt{15}}{4} \]
Чтобы найти высоту \( h \), используем связь между высотой, боковой стороной и углом:
\[ h = c \cdot \sin(\theta) \]
Сначала найдем синус угла, зная косинус:
\[ \sin^2(\theta) + \cos^2(\theta) = 1 \]
Подставляем значение косинуса:
\[ \sin^2(\theta) + \left(\frac{\sqrt{15}}{4}\right)^2 = 1 \]
\[ \sin^2(\theta) + \frac{15}{16} = 1 \]
\[ \sin^2(\theta) = 1 - \frac{15}{16} = \frac{1}{16} \]
Теперь найдем синус:
\[ \sin(\theta) = \frac{1}{4} \]
Теперь можем найти высоту \( h \):
\[ h = 16 \cdot \sin(\theta) = 16 \cdot \frac{1}{4} = 4 \]
Теперь подставим найденные значения в формулу для площади трапеции:
\[ S = \frac{(21 + 27)}{2} \cdot 4 \]
\[ S = \frac{48}{2} \cdot 4 = 24 \cdot 4 = 96 \]
Итак, площадь трапеции ABCD равна \( 96 \) квадратных единиц.