Для доказательства данного утверждения можно воспользоваться теоремой Пифагора и формулой для площади треугольника. Пусть a и b - катеты, а c - гипотенуза прямоугольного треугольника.
Сначала рассмотрим площадь треугольника, вписанного в окружность радиусом r. Площадь такого треугольника можно выразить двумя способами: s = (1/2) a b и s = (1/2) c r.
Из теоремы Пифагора известно, что c^2 = a^2 + b^2. Подставим это выражение во второй вариант формулы для площади треугольника:
(1/2) c r = (1/2) (a^2 + b^2) r
Заменим площадь треугольника также на выражение через катеты:
(1/2) a b = (1/2) (a^2 + b^2) r
Раскроем скобки и сократим на (1/2):
a b = a^2 + b^2 - a^2 r - b^2 r
Сгруппируем члены:
a^2 r + b^2 r = a b - a^2 - b^2
Вынесем общий множитель слева:
r (a^2 + b^2) = a b - a^2 - b^2
Приведем подобные слагаемые справа:
r (a^2 + b^2) = a b - (a^2 + b^2)
Еще раз применим теорему Пифагора справа:
r (a^2 + b^2) = 2 a b - c^2
Выразим r:
r = (2 a b - c^2) / (a^2 + b^2)
Раскроем скобки:
r = 2 a b / (a^2 + b^2) - c^2 / (a^2 + b^2)
Заменим (a^2 + b^2) в знаменателе с помощью теоремы Пифагора:
r = 2 a b / (c^2) - c^2 / (c^2)
Упростим:
r = 2 a b / c^2 - 1
Приведем к общему знаменателю:
r = (2 a b - c^2) / c^2
У нас есть разность между суммой катетов и гипотенузой:
(2 a b - c^2) / c^2 = (a + b - c) / c
Таким образом, мы доказали, что радиус окружности, вписанной в прямоугольный треугольник, равен (a + b - c) / c.
