Основна ідея розв'язку полягає в застосуванні властивостей дотичних та хорд кола.
Враховуючи, що пряма AC дотикається до кола в точці В, ми можемо скористатися властивістю: дотична до кола є перпендикулярною до радіуса, проведеного до точки дотику. Тому, AV буде перпендикулярним до AC.
Це означає, що в трикутнику АВС ми можемо застосувати теорему Піфагора: AB² = AV² + AC².
Ми знаємо, що AB = 18 см, і хочемо знайти AD.
За властивістю кола, AC множиться на CD, якщо відповідні точки перетину лежать на колі. За умовою ми знаємо, що AC:CD = 4:5.
Отже, ми отримуємо два рівняння:
- AB² = AV² + AC²
- AC/CD = 4/5
Давайте позначимо AD як Х.
Тоді AV буде (18-Х) см, але так як AV і AC утворюють прямий кут, то можемо позначити його як 18-Х.
Ми можемо також позначити CD як 5х, оскільки AC:CD = 4:5.
Підставимо ці значення у рівняння:
18² = (18-Х)² + (AC)² (рівняння 1) AC/5х = 4/5 (рівняння 2)
Розкриваємо квадрат (18-Х)² = 324 - 36Х + X², і підставляємо це у рівняння 1:
324 = 324 - 36Х + X² + (AC)²
Враховуючи, що AB² = (AC)² + (CB)², і CB = CD - AC, ми можемо записати:
18² = (AC)² + (CD - AC)²
Розкриваємо квадрати:
324 = (AC)² + (5х - AC)²
Знаючи, що AC/5х = 4/5 (рівняння 2), можемо записати:
AC = (4/5)(5х)
Підставляємо це значення до останнього рівняння:
324 = [(4/5)(5х)]² + (5х - (4/5)(5х))²
324 = (16/25)(25х²) + (25х - (16/25)(25х))²
Зводимо частини рівняння:
324 = (16/25)(25х²) + [(625/25 - 256/25)(25х)]²
324 = (16/25)(25х²) + [369/25(25х)]²
Знаходимо спільний множник (16/25) і (25х):
324 = (16/25)(25х)² + (369/25)(25х)²
Зводимо праву частину рівняння:
324 = (16/25) + (369/25)²
324 = (385/25)(25х)²
Зводимо рівняння:
324 = (385/25)(25х)²
Поділяємо на (385/25):
(25х)² = (324 * 25) / 385
Обчислюємо праву частину рівняння:
(25х)² = 2100 / 7
(25х)² = 300
Знаходимо квадратний корінь:
25х = √300
25х = 10√3
Розділяємо на 25:
х = (10√3) / 25
Скорочуємо дроби:
х = (2√3) / 5
Таким чином, відрізок АД буде (2√3) / 5 см.
