Обозначим длины катетов прямоугольного треугольника как \( a \) и \( b \). Из условия задачи мы знаем, что сумма катетов равна 20 см:
\[ a + b = 20. \]
Площадь прямоугольного треугольника выражается формулой:
\[ S = \frac{1}{2}ab. \]
Чтобы выразить площадь через одну переменную, воспользуемся равенством суммы катетов:
\[ b = 20 - a. \]
Теперь подставим это выражение в формулу площади:
\[ S(a) = \frac{1}{2} a (20 - a) = \frac{1}{2} (20a - a^2). \]
Упростим:
\[ S(a) = 10a - \frac{1}{2} a^2. \]
Теперь найдем максимальное значение функции площади \( S(a) \). Для этого найдем производную и приравняем её к нулю:
\[ S'(a) = 10 - a. \]
Приравниваем к нулю:
\[ 10 - a = 0 \implies a = 10. \]
Так как \( a + b = 20 \), то \( b = 20 - a = 10 \).
Таким образом, длины катетов равны \( a = 10 \) см и \( b = 10 \) см.
Теперь найдем максимальную площадь треугольника:
\[ S = \frac{1}{2} \cdot 10 \cdot 10 = 50 \text{ см}^2. \]
Длины катетов в возрастающей последовательности:
\[ 10 \text{ см}, 10 \text{ см}. \]
Максимальная площадь равна:
\[ 50 \text{ см}^2. \]