Периметр прямоугольного треугольника равен 42, а площадь равна 21. Найдите меньший из его катетов.
Решение и ответ:
Ответ: 11-sqrt(79)
Обозначим a - меньший из катетов треугольника, b - больший из них, c - гипотенуза. Периметр треугольника P = a + b + c. Тогда P - c = a + b = 42 - c. Возведём это уравнение в квадрат (a + b)2 = (42 - c)2. Раскрытие квадрата сделаем через формулы сокращённого умножения: a2 + 2ab + b2 = 1764 - 84c + c2. По теореме Пифагора, a2 + b2 = c2. Вычтем из верхнего уравнения нижнее: a2 + 2ab + b2 - a2 - b2 = 1764 - 84c + c2 - c2. Приведём подобные слагаемые, получим: 2ab = 1764 - 84c. В задаче ещё дана площадь треугольника, можно её найти как половинное произведение катетов: S =
1
2
ab = 21. Умножим её на 4: 4S = 2ab = 4×21 = 84. Таким образом, величину 2ab можно заменить в предыдущем уравнении: 84 = 1764 - 84c - это линейное уравнение можно решить и найти гипотенузу c = 20. Теперь, зная периметр и гипотенузу, можно найти сумму сторон a и b: a + b = P - c = 42 - 20 = 22. Выразим отсюда a = 22 - b. Ещё раз воспользуемся площадью треугольника: S =
1
2
ab = 21, откуда 2S = ab = 42. Подставим в эту формулу выражение для a: (22 - b)×b = 42. Раскроем скобки: 22b - b2 = 42. Приведём его в каноническую форму: b2 - 22b + 42 = 0. Решим его через дискриминант (D = 316 - не берётся нацело). Теперь можно подсчитать (сократив) b1 = 11 +
79
(и соответствующее ему a1 = 11 -
79
), и b2 = 11 -
79
(и соответствующее ему a2 = 11 +
79
). Можно увидеть, что не смотря на различие b1 и b2, пара корней получается одинаковая. В задаче спрашивается меньший из катетов, тогда ответ: a = 11 -
79
.
Нашли ошибку? Сообщите нам! Не хватает табличных данных? Посмотрите в справочнике!