Чтобы решить задачу, нам нужно сначала вспомнить основные свойства прямоугольного треугольника с одним углом, равным 60 градусам.
Обозначение сторон.
В прямоугольном треугольнике с углом 60 градусов мы можем обозначить:- \( a \) — меньший катет (противоположен углу 60°)
- \( b \) — больший катет (противоположен углу 30°)
- \( c \) — гипотенуза
Используем тригонометрию.
В прямоугольном треугольнике с углом 60 градусов справедливы следующие соотношения:- Синус угла 60°: \( \sin(60°) = \frac{\sqrt{3}}{2} \)
- Косинус угла 60°: \( \cos(60°) = \frac{1}{2} \)
Связь между сторонами.
В этом треугольнике:- \( \sin(60°) = \frac{a}{c} \) ⇒ \( a = c \cdot \sin(60°) = c \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} \)
- \( \cos(60°) = \frac{b}{c} \) ⇒ \( b = c \cdot \cos(60°) = c \cdot \frac{1}{2} \)
Сумма меньшего катета и гипотенузы.
Согласны с условием задачи, сумма меньшего катета и гипотенузы равна 18 см: \[ a + c = 18 \]Подставим выражение для меньшего катета.
Мы уже знаем, что \( a = c \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} \). Подставим это выражение в уравнение: \[ c \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} + c = 18 \] Можно привести подобные отчеты: \[ c \left( \frac{\sqrt{3}}{2} + 1 \right) = 18 \]Вынесем \( c \) за скобки.
Приведем выражение в скобках к общему знаменателю: \[ \frac{\sqrt{3}}{2} + 1 = \frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{2}{2} = \frac{\sqrt{3} + 2}{2} \]Теперь у нас есть: \[ c \cdot \frac{\sqrt{3} + 2}{2} = 18 \]
Решим для \( c \):
Умножим обе стороны уравнения на 2: \[ c \cdot (\sqrt{3} + 2) = 36 \] И теперь: \[ c = \frac{36}{\sqrt{3} + 2} \]Оптимизируем значение \( c \):
Умножим числитель и знаменатель на сопряженное выражение: \[ c = \frac{36(\sqrt{3} - 2)}{(\sqrt{3} + 2)(\sqrt{3} - 2)} = \frac{36(\sqrt{3} - 2)}{3 - 4} = \frac{36(\sqrt{3} - 2)}{-1} = -36(\sqrt{3} - 2) \]Получаем: \[ c = 36(2 - \sqrt{3}) \]
Теперь вычислим \( a \): Подставим \( c \) обратно в формулу для \( a \): \[ a = c \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = 36(2 - \sqrt{3}) \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = 18\sqrt{3} - 36 \]
Итак, длина меньшего катета \( a \) равна \( 18\sqrt{3} - 36 \) см.
Если вам нужно округлить или подставить числовые значения, вы можете использовать \( \sqrt{3} \approx 1.732 \), чтобы получить числовое значение.