Краткие ответы
\[ \sin\alpha=\frac{3\sqrt{13}}{13},\qquad \cos\alpha=-\frac{2\sqrt{13}}{13},\qquad \tg\alpha=-\frac32. \]
\[ \sin C=\frac25. \]
\[ a=2\sqrt{37}. \]
\[ \angle C=60^\circ. \]
\[ S=4\text{ м}^2. \]
Дополнительная задача: длина первой окружности в 4 раза больше длины второй.
Решение
1. Нахождение \(\sin\alpha,\cos\alpha,\tg\alpha\)
Рассмотрим прямоугольный треугольник справа. Его катеты равны \(6\) и \(4\), поэтому гипотенуза:
\[ \sqrt{6^2+4^2}=\sqrt{52}=2\sqrt{13}. \]
Острый угол между наклонной стороной и правой частью основания обозначим через \(\beta\). Тогда:
\[ \sin\beta=\frac{6}{2\sqrt{13}}=\frac{3}{\sqrt{13}}, \]
\[ \cos\beta=\frac{4}{2\sqrt{13}}=\frac{2}{\sqrt{13}}, \]
\[ \tg\beta=\frac64=\frac32. \]
Углы \(\alpha\) и \(\beta\) — смежные, поэтому:
\[ \alpha=180^\circ-\beta. \]
Следовательно:
\[ \sin\alpha=\sin\beta=\frac{3}{\sqrt{13}}=\frac{3\sqrt{13}}{13}, \]
\[ \cos\alpha=-\cos\beta=-\frac{2}{\sqrt{13}} =-\frac{2\sqrt{13}}{13}, \]
\[ \tg\alpha=-\tg\beta=-\frac32. \]
Проверка:
\[ \sin^2\alpha+\cos^2\alpha =\frac9{13}+\frac4{13}=1. \]
2. Нахождение \(\sin C\)
По теореме синусов:
\[ \frac{AB}{\sin C}=\frac{AC}{\sin B}. \]
Подставим данные:
\[ \frac{8}{\sin C}=\frac{10}{\sin30^\circ}. \]
Так как \(\sin30^\circ=\frac12\), получаем:
\[ \sin C=\frac{8\cdot\frac12}{10} =\frac4{10}=\frac25. \]
3. Нахождение стороны \(a\)
Используем теорему косинусов:
\[ a^2=6^2+8^2-2\cdot6\cdot8\cos120^\circ. \]
Так как \(\cos120^\circ=-\frac12\), то:
\[ a^2=36+64-96\left(-\frac12\right) =100+48=148. \]
Следовательно:
\[ a=\sqrt{148}=2\sqrt{37}. \]
4. Нахождение угла \(C\)
По теореме косинусов:
\[ BD^2=BC^2+CD^2-2\cdot BC\cdot CD\cos C. \]
Подставим значения:
\[ (2\sqrt7)^2=4^2+6^2-2\cdot4\cdot6\cos C. \]
\[ 28=16+36-48\cos C. \]
\[ 48\cos C=24, \qquad \cos C=\frac12. \]
Значит,
\[ \boxed{\angle C=60^\circ}. \]
5. Площадь равнобедренного треугольника
Две боковые стороны равны \(4\) м, а угол между ними равен \(30^\circ\). Площадь по двум сторонам и углу между ними:
\[ S=\frac12ab\sin\gamma. \]
Подставим:
\[ S=\frac12\cdot4\cdot4\cdot\sin30^\circ =8\cdot\frac12=4\text{ м}^2. \]
Дополнительная задача
Пусть радиус первой окружности равен \(R\), а радиус второй — \(r\).
Расстояние между центрами внешне касающихся окружностей:
\[ R+r. \]
Касательная к первой окружности перпендикулярна радиусу, проведённому в точку касания. Поэтому образуется прямоугольный треугольник:
\[ (R+r)^2=R^2+(3r)^2. \]
Раскроем скобки:
\[ R^2+2Rr+r^2=R^2+9r^2, \]
\[ 2Rr=8r^2, \]
\[ R=4r. \]
Длины окружностей относятся как их радиусы:
\[ \frac{2\pi R}{2\pi r}=\frac Rr=4. \]
Ответ: первая окружность длиннее второй в \(4\) раза.
