Кратко:
- Углы: \(60^\circ,\,60^\circ,\,120^\circ,\,120^\circ\).
- Боковые стороны: \(AB=CD=6\) см.
- Меньшая боковая сторона: \(6\) см.
1. Углы равнобедренной трапеции
Дано: равнобедренная трапеция; один угол больше другого в \(2\) раза.
Найти: все углы трапеции.
Решение:
Пусть меньший угол равен \(x\), тогда больший \(2x\). В равнобедренной трапеции углы попарно равны: два угла по \(x\) и два по \(2x\). Сумма углов трапеции:
\[ x+x+2x+2x=360^\circ \]
\[ 6x=360^\circ,\qquad x=60^\circ \]
Тогда больший угол:
\[ 2x=120^\circ \]
Проверка: \(60^\circ+120^\circ=180^\circ\), сумма всех углов:
\[ 60^\circ+60^\circ+120^\circ+120^\circ=360^\circ \]
Ответ: \(60^\circ,\ 60^\circ,\ 120^\circ,\ 120^\circ\).
2. Боковые стороны равнобедренной трапеции
Дано:
\(ABCD\) — равнобедренная трапеция,
\(AD=14\) см, \(BC=8\) см — основания,
\(AB=CD\),
один из углов равен \(120^\circ\).
Найти: \(AB\) и \(CD\).
Решение:
В равнобедренной трапеции углы при основаниях равны. Если один угол \(120^\circ\), то соседний с ним:
\[ 180^\circ-120^\circ=60^\circ \]
Опустим высоты из вершин меньшего основания. Большее основание длиннее на:
\[ 14-8=6\text{ см} \]
В равнобедренной трапеции эта разность делится между двумя боковыми сторонами поровну:
\[ AH=KD=\frac{14-8}{2}=3\text{ см} \]
Рассмотрим прямоугольный треугольник с гипотенузой \(AB\). Угол при основании равен \(60^\circ\), прилежащий катет \(AH=3\) см:
\[ \cos 60^\circ=\frac{AH}{AB} \]
\[ \frac12=\frac{3}{AB} \]
\[ AB=6\text{ см} \]
Значит, обе боковые стороны равны \(6\) см.
Ответ: \(AB=CD=6\) см.
3. Меньшая боковая сторона прямоугольной трапеции
Дано:
прямоугольная трапеция,
основания \(14\) см и \(8\) см,
один из углов \(45^\circ\).
Найти: меньшую боковую сторону.
Решение:
В прямоугольной трапеции одна боковая сторона перпендикулярна основаниям, то есть является высотой. Наклонная боковая сторона — гипотенуза прямоугольного треугольника, поэтому она больше высоты. Значит, меньшая боковая сторона — это высота трапеции.
Разность оснований:
\[ 14-8=6\text{ см} \]
Опустим высоту из конца меньшего основания. Получим прямоугольный треугольник, у которого горизонтальный катет равен \(6\) см, а острый угол равен \(45^\circ\).
Если в прямоугольном треугольнике один угол \(45^\circ\), то второй острый угол тоже \(45^\circ\), значит, катеты равны. Поэтому высота трапеции:
\[ h=6\text{ см} \]
Проверка: наклонная боковая сторона равна
\[ \sqrt{6^2+6^2}=6\sqrt2>6 \]
то есть она действительно больше высоты.
Ответ: \(6\) см.
Что запомнить: в задачах с трапецией часто полезно опускать высоты — тогда задача сводится к прямоугольным треугольникам. В равнобедренной трапеции разность оснований делится пополам, а в прямоугольной она целиком становится катетом прямоугольного треугольника.
