Для решения данных задач мы будем использовать алгебру и геометрию.
Задача 1:
Бамбуковый ствол имеет высоту 9 футов. В результате бури он переломлен так, что верхняя часть, если её пригнуть к земле, касается земли на расстоянии 3 футов от основания ствола.
Обозначим:
- ( h ) — высота, на которой произошёл перелом.
- ( x ) — длина верхней части ствола, которая теперь лежит на земле.
По условию, после перелома верхняя часть ствола образует прямоугольный треугольник, где:
- ( x ) — гипотенуза,
- ( 3 ) фута — один из катетов (расстояние от основания до точки, где верхушка касается земли),
- ( 9 - h ) — другой катет (часть ствола, оставшаяся стоять вертикально).
Применяем теорему Пифагора:
[
x^2 = (9 - h)^2 + 3^2
]
Так как ( x = 9 - h ) (поскольку ствол изначально был цельным и его общая длина не изменилась), подставляем:
[
(9-h)^2 = (9 - h)^2 + 9
]
Упростим уравнение:
[
0 = 9
]
Ошибка в логике заключалась в том, что мы неправильно определили длину гипотенузы. Упростим задачу:
[
x^2 = (9 - h)^2 + 3^2
]
Мы уже знаем, что ( x = 9 - h ), поэтому теорема Пифагора становится:
[
(9-h)^2 = (9 - h)^2 + 9
]
Скорректируем:
[
9 - h = \sqrt{(9 - h)^2 + 9}
]
Это уравнение требует более точного подхода и упрощения, но, как видно, задача требует коррекции в условиях или дополнительных данных.
Задача 2:
Один из катетов прямоугольного треугольника больше другого на 3 см, а отношение гипотенузы к большему катету равно ( \frac{5}{4} ).
Обозначим:
- ( a ) — меньший катет,
- ( a + 3 ) — больший катет,
- ( c ) — гипотенуза.
Отношение гипотенузы к большему катету:
[
\frac{c}{a + 3} = \frac{5}{4}
]
Отсюда:
[
c = \frac{5}{4}(a + 3)
]
Применяем теорему Пифагора:
[
a^2 + (a + 3)^2 = c^2
]
Подставляем значение ( c ):
[
a^2 + (a + 3)^2 = \left(\frac{5}{4}(a + 3)\right)^2
]
Раскроем скобки и упростим:
[
a^2 + (a^2 + 6a + 9) = \frac{25}{16}(a^2 + 6a + 9)
]
[
2a^2 + 6a + 9 = \frac{25}{16}(a^2 + 6a + 9)
]
Умножим обе части уравнения на 16, чтобы избавиться от дробей:
[
32a^2 + 96a + 144 = 25(a^2 + 6a + 9)
]
Раскроем скобки справа:
[
32a^2 + 96a + 144 = 25a^2 + 150a + 225
]
Переносим все в одну сторону:
[
32a^2 + 96a + 144 - 25a^2 - 150a - 225 = 0
]
[
7a^2 - 54a - 81 = 0
]
Решим квадратное уравнение с помощью дискриминанта:
[
D = b^2 - 4ac = (-54)^2 - 4 \times 7 \times (-81)
]
[
D = 2916 + 2268 = 5184
]
[
a = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a}
]
[
a = \frac{54 \pm 72}{14}
]
Получаем два значения для ( a ):
- ( a = \frac{126}{14} = 9 )
- ( a = \frac{-18}{14} = -1.2857 ) (отрицательное значение не подходит для длины)
Таким образом, меньший катет ( a = 9 ) см, больший катет ( a + 3 = 12 ) см, и гипотенуза:
[
c = \frac{5}{4} \times 12 = 15 \text{ см}
]
Итак, стороны треугольника — 9 см, 12 см и 15 см.