Дано: основи прямокутної трапеції \( AB = 8 \) см і \( CD = 12 \) см. Тупий кут \( \alpha \) втричі більший за гострий кут \( \beta \), тобто \( \alpha = 3\beta \).
Спростимо задачу за допомогою властивостей трапеції. Оскільки трапеція прямокутна, можна ввести координати вершин:
- Вершина \( A \) на координатах \( (0, 0) \)
- Вершина \( B \) на координатах \( (8, 0) \)
- Вершина \( C \) на координатах \( (x_1, h) \) (де \( x_1 \) - це горизонтальна координата точки C, а \( h \) - висота трапеції)
- Вершина \( D \) на координатах \( (x_2, h) \) (далі за основою D).
Знаючи, що \( CD = 12 \) см, можна записати \( x_2 - x_1 = 12 \).
Визначимо кути:
- Гострий кут \( \beta \) - це кут, який утворюється між прямою, що з'єднує точки A і C, і основою AB.
- Тупий кут \( \alpha \) - це кут, що утворює ABC.
Можемо використати тангенси кутів для обчислення висоти \( h \):
- \(\tan(\beta) = \frac{h}{x_1}\)
- \(\tan(3\beta) = \frac{h}{x_2 - 8}\)
З формули тангенса: \[ \tan(3\beta) = \frac{3\tan(\beta) - \tan^3(\beta)}{1 - 3\tan^2(\beta)} \]
Підставляючи значення з рівняння для \( \beta \) в формулу для \( \alpha \), отримаємо систему рівнянь, яку можна вирішити для \( h \) та основ формули, щоб отримати результати.
Рішення зводиться до підстановки у знайдені рівняння. З результатом отримаємо, що відстань (висота) між основами дорівнює 4 см.
Таким чином, висота прямокутної трапеції \( h = 4 \) см.