3. Диагональ АС прямоугольной трапеции АВBCD является биссектрисой прямого угла А и перпендикулярна боковой стороне CD.
а) Докажите, что высота трапеции равна се меньше-му основанию.
6) Найдите длины высоты и большего основания тра-пеции, если меньшее ее основание равно 18 см.83
Итак, разберём задачу в той конфигурации, которая здесь наиболее естественна и совместима с данными условиями.
Условие (интерпретация)
- Это прямая трапеция ABCD, где основания AD и BC параллельны и лежат горизонтально.
- AB — левая боковая сторона, перпендикулярна основаниям (то есть прямой угол в A: ∠DAB = 90°).
- CD — правая боковая сторона.
- AC — диагональ от A к C; AC является биссектором прямого угла A и при этом AC перпендикулярна стороне CD.
Цель а): доказать, что высота трапеции равна меньшему основанию.
Цель 6): найти длины высоты h и большего основания AD, если меньшего основания BC = 18 см.
Решение
1) Устанавливаем координатную систему
- Пусть основания AD и BC горизонтальны.
- Пусть A = (0, 0). Так как AB перпендикулярно основаниям, то AB идёт вертикально вверх: B = (0, h), где h — высота трапеции.
- Пусть D = (d, 0) — правая точка основания AD, поэтому длина основания AD равна d.
- Так как BC — второе основание и оно параллельно AD, оно лежит по горизонтали на высоте y = h. Пусть C = (x_C, h). Тогда длина основания BC равна x_C (так как B имеет координату x = 0).
2) Используем условие биссектрисы угла A
- Угол BAD в точке A образован от AB (направление вверх по оси y) до AD (направление вправо по оси x) и равен 90°.
- Диагональ AC является биссектором этого угла, значит она должна лежать по линии y = x (ближает по равным углам к оси x и оси y), то есть C должна лежать на прямой y = x, проходящей через A.
- Так как C лежит на y = h и на линии y = x, получаем x_C = h. Следовательно, BC = x_C = h. В итоге высота h равна длине верхнего основания BC.
3) Используем условие перпендикулярности AC и CD
- Координаты: A = (0, 0), C = (h, h), D = (d, 0).
- Укло́н AC: m_AC = (h − 0) / (h − 0) = 1.
- Уклон CD: m_CD = (h − 0) / (h − d) = h / (h − d).
- AC ⟂ CD значит m_AC · m_CD = −1. Получаем:
1 · [h / (h − d)] = −1 → h = −(h − d) → d = 2h.
4) Что это значит для оснований и высоты
- BC = h (меньшее основание).
- AD = d = 2h (большее основание).
- Высота трапеции равна h.
- Таким образом высота трапеции равна меньшему основанию: h = BC.
Ответ к части a): высота трапеции равна меньшему основанию.
5) Часть 6: если меньшее основание BC = 18 см
- Так как BC = h, получаем h = 18 см.
- Большое основание AD = 2h = 36 см.
- И высота h остаётся равной 18 см.
Итог:
- Высота трапеции равна меньшему основанию.
- Если BC = 18 см, то высота h = 18 см, большее основание AD = 36 см.