Чтобы найти площадь трапеции ABCD, необходимо использовать формулу для площади трапеции, которая выглядит следующим образом:
\[ S = \frac{(a + b)}{2} \cdot h \]
где \( a \) и \( b \) — основания трапеции, а \( h \) — высота трапеции.
В данном случае основания равны \( a = 21 \) и \( b = 27 \). Теперь нам нужно найти высоту \( h \). Мы знаем боковую сторону, равную 16, и косинус угла между этой боковой стороной и одним из оснований. Обозначим боковую сторону как \( c = 16 \) и косинус угла \( \alpha = \frac{\sqrt{15}}{4} \).
Для нахождения высоты \( h \) мы можем воспользоваться тригонометрическими соотношениями. Высота может быть найдена из следующего выражения:
\[ h = c \cdot \sin(\alpha) \]
Чтобы найти \( \sin(\alpha) \), воспользуемся основным тригонометрическим соотношением:
\[ \sin^2(\alpha) + \cos^2(\alpha) = 1 \]
Зная \( \cos(\alpha) = \frac{\sqrt{15}}{4} \), найдем \( \sin(\alpha) \):
\[ \sin^2(\alpha) = 1 - \left(\frac{\sqrt{15}}{4}\right)^2 = 1 - \frac{15}{16} = \frac{1}{16} \]
Следовательно,
\[ \sin(\alpha) = \frac{1}{4} \]
Теперь можем найти высоту:
\[ h = c \cdot \sin(\alpha) = 16 \cdot \frac{1}{4} = 4 \]
Теперь, подставив основания и высоту в формулу для площади, получим:
\[ S = \frac{(21 + 27)}{2} \cdot 4 = \frac{48}{2} \cdot 4 = 24 \cdot 4 = 96 \]
Таким образом, площадь трапеции ABCD составляет 96 квадратных единиц.