Давайте разберем задачу по шагам.
Дано:
- В треугольнике ABC: AC = BC (т.е. треугольник равнобедренный с боковыми сторонами AC и BC).
- \(\cos \angle BAC = \frac{2}{\sqrt{5}}\).
- \(AH\) — высота, проведенная из вершины A на сторону BC.
- Требуется найти \(\tan \angle BAH\).
Шаг 1: Анализ данных
Так как AC = BC, то треугольник равнобедренный со сторонами AC и BC, а вершина — A.
Обозначим:
- \(\angle BAC = \alpha\),
- \(AB = c\),
- \(AC = BC = a\),
- \(AH\) — высота из A на BC.
Также \(\angle BAC = \alpha\), а по условию \(\cos \alpha = \frac{2}{\sqrt{5}}\).
Шаг 2: Определение сторон и углов
Так как в равнобедренном треугольнике ABC с AC=BC, то:
- \(AB\) — основание,
- \(\angle ABC = \angle ACB = \beta\),
- сумма углов: \(\alpha + 2\beta = 180^\circ\).
Но для вычислений важны только \(\alpha\), поскольку у нас есть \(\cos \alpha\).
Шаг 3: Построение высоты \(AH\)
- Прямая \(AH\) — высота из вершины A.
- Она опустилась на сторону BC, деля ее на две части.
Обозначим точку H — основание высоты на BC.
Поскольку \(AH\) — высота, то:
- \(\angle AH B = 90^\circ\),
- \(\angle AH C = 90^\circ\).
Между тем, треугольник \(ABH\):
- \(AB\) — сторона,
- \(AH\) — высота из A,
- \(H\) — точка на BC.
Обозначим:
- \(BH = x\),
- \(CH = y\),
- \(BC = x + y\).
Поскольку высота опущена из вершины A перпендикулярно BC, то:
\[ AH \perp BC. \]
Шаг 4: Связь через угол \(\alpha\)
Известно, что \(\cos \alpha = \frac{2}{\sqrt{5}}\).
Рассмотрим треугольник \(ABH\):
- В нем угол при вершине A равен \(\alpha\),
- \(AB\) — сторона,
- \(AH\) — высота.
В треугольнике \(ABH\):
\[ \sin \alpha = \frac{AH}{AB}. \]
Но нужна величина \(\tan \angle BAH\).
\(\angle BAH\) — это угол между сторонами \(AB\) и высотой \(AH\). Заметим, что:
\[ \angle BAH = \angle BAC = \alpha. \]
То есть, \( \angle BAH = \alpha \).
Это важно: так как \(AH\) — высота, опущенная из A, и \(A\) — вершина угла \(\alpha\).
При этом, \(\angle BAH\) — это тот же самый угол \(\alpha\) (угол при вершине в точке A).
Шаг 5: Итак, задача сводится к нахождению \(\tan \alpha\).
Уже известна \(\cos \alpha = \frac{2}{\sqrt{5}}\).
Тогда:
\[ \sin \alpha = \sqrt{1 - \cos^2 \alpha} = \sqrt{1 - \left(\frac{2}{\sqrt{5}}\right)^2} = \sqrt{1 - \frac{4}{5}} = \sqrt{\frac{1}{5}} = \frac{1}{\sqrt{5}}. \]
Следовательно,
\[ \tan \alpha = \frac{\sin \alpha}{\cos \alpha} = \frac{\frac{1}{\sqrt{5}}}{\frac{2}{\sqrt{5}}} = \frac{1}{\sqrt{5}} \cdot \frac{\sqrt{5}}{2} = \frac{1}{2}. \]
Итог:
\[ \boxed{ \boxed{\tan \angle BAH = \frac{1}{2}} } \]
Ответ: \(\boxed{\frac{1}{2}}\).