Давайте разберем задачу шаг за шагом, чтобы понять, как найти длину стороны ( DF ) и площадь треугольника ( DFR ).
Исходные данные:
- Площадь треугольника ( DSQ = 24 , \text{см}^2 )
- Длина отрезка ( SQ = 4 , \text{см} )
- Длина отрезка ( DS = 13 , \text{см} )
- Длина стороны ( FR = 12 , \text{см} )
Шаг 1: Определение подобия треугольников
Треугольники ( DFR ) и ( DSQ ) являются подобными, так как прямая ( SQ ) параллельна стороне ( FR ). Это значит, что их стороны пропорциональны.
Обозначим:
- Полную высоту треугольника ( DFR ) от вершины ( D ) до основания ( FR ) как ( h_{DFR} ).
- Высоту треугольника ( DSQ ) от вершины ( D ) до основания ( SQ ) как ( h_{DSQ} ).
Шаг 2: Вычисление высоты треугольника ( DSQ )
Для нахождения высоты ( h_{DSQ} ) воспользуемся формулой для площади треугольника:
[
\text{Площадь} = \frac{1}{2} \times \text{основание} \times \text{высота}
]
В нашем случае основание - это ( SQ = 4 , \text{см} ):
[
24 = \frac{1}{2} \times 4 \times h_{DSQ}
]
Решим это уравнение:
[
24 = 2 \times h_{DSQ} \implies h_{DSQ} = \frac{24}{2} = 12 , \text{см}
]
Шаг 3: Определение отношения высот
Так как треугольники подобны, отношение их высот равно отношению соответствующих сторон:
[
\frac{h_{DFR}}{h_{DSQ}} = \frac{DF}{SQ}
]
Значит, мы можем записать:
[
h_{DFR} = \frac{DF}{4} \times h_{DSQ}
]
Шаг 4: Площадь треугольника ( DFR )
Площадь треугольника ( DFR ) также можно выразить через его высоту и основание ( FR ):
[
\text{Площадь} = \frac{1}{2} \times FR \times h_{DFR}
]
Подставим известные значения:
[
\text{Площадь} = \frac{1}{2} \times 12 \times h_{DFR}
]
Шаг 5: Соотношение площадей
Поскольку площади треугольников ( DFR ) и ( DSQ ) также будут пропорциональны по отношению к их основаниям и высотам:
[
\frac{\text{Площадь } DFR}{\text{Площадь } DSQ} = \left(\frac{DF}{SQ}\right)^2
]
Обозначим площадь ( S ) треугольника ( DFR ) и подставим известные данные:
[
\frac{S}{24} = \left(\frac{DF}{4}\right)^2
]
Шаг 6: Площадь DFR в терминах DF
Обозначим ( DF = x ):
[
S = 24 \cdot \left(\frac{x}{4}\right)^2 = 24 \cdot \frac{x^2}{16} = \frac{3x^2}{2}
]
Шаг 7: Использование условий задачи
Но мы знаем, что также:
[
h_{DSQ} = 12 \to h_{DFR} = \frac{x}{4} \cdot 12 \implies h_{DFR} = 3x
]
Теперь, подставим ( h_{DFR} ) в формулу площади:
[
S = \frac{1}{2} \cdot 12 \cdot 3x = 18x
]
Шаг 8: Сравнение двух выражений
Отсюда мы можем приравнять ( \frac{3x^2}{2} ) и ( 18x ):
[
\frac{3x^2}{2} = 18x \implies 3x^2 = 36x \implies x^2 - 12x = 0 \implies x(x - 12) = 0
]
Это дает два решения:
- ( x = 0 ) (не подходит)
- ( x = 12 )
Таким образом, ( DF = 12 , \text{см} ).
Шаг 9: Площадь треугольника ( DFR )
Теперь можем найти площадь треугольника ( DFR ):
[
S = 18x = 18 \cdot 12 = 216 , \text{см}^2
]
Ответ:
- Длина стороны ( DF = 12 , \text{см} )
- Площадь треугольника ( DFR = 216 , \text{см}^2 )