Давайте решим каждую задачу по порядку.
Задача 1
Площадь прямоугольника равна 120 см², а диагональ его равна 17 см. Найти стороны прямоугольника.
Обозначим стороны прямоугольника как (a) и (b). Из условия задачи у нас есть два уравнения:
- (ab = 120) (площадь прямоугольника)
- (a^2 + b^2 = 17^2) (по теореме Пифагора)
Теперь подставим значение для диагонали:
[
17^2 = 289
]
Таким образом, у нас два уравнения:
- (ab = 120)
- (a^2 + b^2 = 289)
Теперь выразим (b) через (a) из первого уравнения:
[
b = \frac{120}{a}
]
Подставим (b) во второе уравнение:
[
a^2 + \left(\frac{120}{a}\right)^2 = 289
]
Возведем (\frac{120}{a}) в квадрат:
[
a^2 + \frac{14400}{a^2} = 289
]
Умножим на (a^2) (чтобы избавиться от деления):
[
a^4 - 289a^2 + 14400 = 0
]
Пусть (x = a^2). Тогда уравнение становится:
[
x^2 - 289x + 14400 = 0
]
Теперь используем дискриминант:
[
D = b^2 - 4ac = 289^2 - 4 \cdot 1 \cdot 14400 = 83521 - 57600 = 25921
]
Корни уравнения:
[
x = \frac{289 \pm \sqrt{25921}}{2} = \frac{289 \pm 161}{2}
]
- (x_1 = \frac{450}{2} = 225)
- (x_2 = \frac{128}{2} = 64)
Возвращаясь к (a^2):
- (a^2 = 225 \Rightarrow a = 15)
- (a^2 = 64 \Rightarrow a = 8)
Так, стороны прямоугольника:
[
a = 15 \quad \text{и} \quad b = 8 \quad \text{или} \quad a = 8 \quad \text{и} \quad b = 15
]
Ответ: Стороны прямоугольника: 15 см и 8 см.
Задача 2
Прямоугольный участок земли площадью 2400 м² обнесен кругом изгородью, длина которой равна 200 м. Найти длину и ширину этого участка.
Обозначим стороны прямоугольника как (a) и (b). У нас есть два уравнения:
- (ab = 2400) (площадь)
- (2a + 2b = 200) (периметр)
Сократим второе уравнение:
[
a + b = 100
]
Теперь из второго уравнения выразим (b):
[
b = 100 - a
]
Подставим в первое уравнение:
[
a(100 - a) = 2400
]
[
100a - a^2 = 2400
]
Преобразуем уравнение:
[
a^2 - 100a + 2400 = 0
]
Находим дискриминант:
[
D = 100^2 - 4 \cdot 1 \cdot 2400 = 10000 - 9600 = 400
]
Корни уравнения:
[
a = \frac{100 \pm \sqrt{400}}{2} = \frac{100 \pm 20}{2}
]
- (a_1 = \frac{120}{2} = 60)
- (a_2 = \frac{80}{2} = 40)
Значит:
- Если (a = 60), тогда (b = 100 - 60 = 40).
- Если (a = 40), тогда (b = 100 - 40 = 60).
Ответ: Длина и ширина: 60 м и 40 м.
Задача 3
Гипотенуза прямоугольного треугольника равна 41 см, а его площадь 180 см². Найти катеты.
Обозначим катеты как (a) и (b). У нас есть два уравнения:
- (a^2 + b^2 = 41^2) (по теореме Пифагора)
- (\frac{1}{2}ab = 180) (площадь треугольника)
Из второго уравнения выразим (ab):
[
ab = 360
]
Теперь у нас есть два уравнения:
- (a^2 + b^2 = 1681)
- (ab = 360)
Используем формулу для суммы квадратов:
[
(a+b)^2 = a^2 + b^2 + 2ab
]
Обозначим (s = a + b) и подставим известные значения:
[
s^2 = 1681 + 720
]
[
s^2 = 2401
]
[
s = 49
]
Теперь у нас есть две новых переменных:
- (a + b = 49)
- (ab = 360)
Эти два уравнения можно решить как квадратное:
[
t^2 - 49t + 360 = 0
]
Находим дискриминант:
[
D = 49^2 - 4 \cdot 1 \cdot 360 = 2401 - 1440 = 961
]
Корни уравнения:
[
t = \frac{49 \pm \sqrt{961}}{2} = \frac{49 \pm 31}{2}
]
- (t_1 = \frac{80}{2} = 40)
- (t_2 = \frac{18}{2} = 9)
Так, катеты:
[
a = 40 \quad \text{и} \quad b = 9 \quad \text{или} \quad a = 9 \quad \text{и} \quad b = 40
]
Ответ: Катеты: 40 см и 9 см.