Равнобедренная трапеция — это такая трапеция, у которой боковые стороны равны. Если в трапецию вписана окружность, то существует важное свойство: сумма оснований равна сумме боковых сторон. Обозначим верхнее основание трапеции как \( a \), а нижнее — как \( b \). Боковые стороны будут равны \( c = 17 \, \text{см} \), а радиус вписанной окружности \( r \) можно найти, зная, что диаметр окружности равен 15 см, следовательно, радиус \( r = \frac{15}{2} = 7,5 \, \text{см} \).
Согласно свойствам трапеции, мы можем записать следующее уравнение:
\[ a + b = 2c \]
Подставляя значение боковой стороны \( c \):
\[ a + b = 2 \times 17 = 34 \, \text{см} \]
Также из формулы для площади трапеции с вписанной окружностью можно выразить её площадь через радиус и полупериметр:
\[ S = r \cdot p \]
где \( p = \frac{a + b + 2c}{2} \).
Из формулы для полупериметра:
\[ p = \frac{a + b + 34}{2} \] Подставляем значение \( a + b = 34 \):
\[ p = \frac{34 + 34}{2} = 34 \, \text{см} \]
Теперь можем найти площадь трапеции \( S \):
\[ S = 7,5 \cdot 34 = 255 \, \text{см}^2 \]
Теперь нам нужно выразить площадь через основания:
\[ S = \frac{(a + b) \cdot h}{2} \]
где \( h \) — высота. Мы можем найти высоту через радиус \( r = 7,5 \):
\[ h = 2 \cdot r = 2 \cdot 7,5 = 15 \, \text{см} \]
Теперь подставляем:
\[ 255 = \frac{(a + b) \cdot 15}{2} \]
Из этого уравнения мы можем найти \( a + b \):
\[ 255 = \frac{34 \cdot 15}{2} \]
Это уравнение верно, и следовательно, у нас уже есть равенство для оснований.
Теперь воспользуемся уравнением:
- \( a + b = 34 \)
- \( b - a = 2 \cdot \sqrt{c^2 - r^2} = 2 \cdot \sqrt{17^2 - 7,5^2} \)
Далее, посчитаем:
\[ 17^2 = 289, \quad 7,5^2 = 56,25 \implies c^2 - r^2 = 289 - 56,25 = 232,75 \] \[ \sqrt{232,75} \approx 15,27 \]
В итоге:
\[ b - a = 2 \cdot 15,27 \approx 30,54 \]
Теперь у нас есть система уравнений:
- \( a + b = 34 \)
- \( b - a = 30,54 \)
Сложите уравнения:
\[ 2b = 64,54 \implies b \approx 32,27 \]
Подставляя \( b \) обратно, мы найдем \( a \):
\[ a + 32,27 = 34 \implies a \approx 1,73 \]
Таким образом, верхнее основание \( a \approx 1,73 \, \text{см} \) и нижнее основание \( b \approx 32,27 \, \text{см} \).
