Рассмотрим задачу: в прямоугольном треугольнике \( ABC \) вписана окружность радиуса 2 см. Известно, что сумма катетов равна 14 см, и нам нужно найти длину гипотенузы \( AB \), а также площадь треугольника.
Обозначим:
- Катеты: \( AC = a \), \( BC = b \),
- Гипотенуза: \( AB = c \).
Из условия: \[ a + b = 14 \quad (1) \]
Также, так как треугольник прямой, по теореме Пифагора: \[ c^2 = a^2 + b^2 \quad (2) \]
Итак, нам нужно найти \( c \) и площадь треугольника.
Шаг 1. Используем формулу радиуса вписанной окружности для прямого треугольника:
Радиус вписанной окружности в прямой треугольник равен: \[ r = \frac{a + b - c}{2} \]
Из условия: \[ r = 2 \ \text{см} \] Тогда: \[ 2 = \frac{a + b - c}{2} \implies 4 = a + b - c \]
Но из (1): \[ a + b = 14 \implies 14 - c = 4 \implies c = 14 - 4 = 10 \]
Итак, гипотенуза \( c = 10 \) см.
Шаг 2. Найдем катеты \( a \) и \( b \).
Из теоремы Пифагора: \[ a^2 + b^2 = c^2 = 100 \] и из (1): \[ a + b = 14 \]
Выразим \( b \) через \( a \): \[ b = 14 - a \]
Подставим в уравнение Пифагора: \[ a^2 + (14 - a)^2 = 100 \] Раскроем скобки: \[ a^2 + 196 - 28a + a^2 = 100 \] Объединим похожие: \[ 2a^2 - 28a + 196 = 100 \] Перенесем 100 в левую сторону: \[ 2a^2 - 28a + 96 = 0 \] Деленеем всю уравнение на 2: \[ a^2 - 14a + 48 = 0 \]
Это квадратное уравнение, решим его: \[ a^2 - 14a + 48 = 0 \] Найдем дискриминант: \[ D = (-14)^2 - 4 \times 1 \times 48 = 196 - 192 = 4 \] Корни: \[ a = \frac{14 \pm \sqrt{4}}{2} = \frac{14 \pm 2}{2} \]
Варианты:
- \( a = \frac{14 + 2}{2} = \frac{16}{2} = 8 \)
- \( a = \frac{14 - 2}{2} = \frac{12}{2} = 6 \)
Соответственно, катеты:
- \( a = 8 \), тогда \( b = 14 - 8 = 6 \),
- или \( a = 6 \), тогда \( b = 14 - 6 = 8 \).
Итак, катеты равны 6 см и 8 см.
Шаг 3. Нахождение площади треугольника.
Площадь прямого треугольника: \[ S = \frac{1}{2} \times a \times b \] Подставим значения: \[ S = \frac{1}{2} \times 6 \times 8 = 24 \]
Итог:
- Гипотенуза \( AB = c = 10 \) см.
- Площадь треугольника \( S = 24 \text{ см}^2 \).
Если нужно, я могу подготовить ответ структурировано или пояснить любой из шагов подробнее!