Давай разберём задачу шаг за шагом. Нам необходимо найти сторону и высоту ромба, используя данные о его диагоналях.
Дано:
- Большая диагональ ромба ( d_1 = 40 \, \text{см} ).
- Отношение меньшей диагонали к стороне ромба: ( d_2 : a = 6 : 5 ).
- Нужно найти сторону ромба ( a ) и высоту ( h ).
Шаг 1. Свойство диагоналей ромба
Диагонали ромба пересекаются под прямым углом и делят друг друга пополам. Это значит, что каждая диагональ делится своим пересечением на два равных отрезка.
Обозначим:
- Большая диагональ ( d_1 = 40 \, \text{см} ) делится пополам, каждая половина равна ( \frac{d_1}{2} = 20 \, \text{см} ).
- Меньшая диагональ ( d_2 ) делится пополам, каждая половина равна ( \frac{d_2}{2} ).
Шаг 2. Выразим меньшую диагональ ( d_2 ) через сторону ( a )
По условию задачи дано, что меньшая диагональ ( d_2 ) относится к стороне ромба ( a ) как ( 6 : 5 ). Это можно записать как:
[
\frac{d_2}{a} = \frac{6}{5}.
]
Отсюда:
[
d_2 = \frac{6}{5} \cdot a.
]
Шаг 3. Связь диагоналей и стороны ромба
В любом ромбе стороны можно выразить через диагонали. Поскольку диагонали пересекаются под прямым углом, в каждом из четырёх треугольников, на которые они делят ромб, выполняется теорема Пифагора:
[
a^2 = \left( \frac{d_1}{2} \right)^2 + \left( \frac{d_2}{2} \right)^2.
]
Подставим значения ( \frac{d_1}{2} = 20 ) и ( \frac{d_2}{2} = \frac{d_2}{2} ), а также выражение для ( d_2 ):
[
a^2 = 20^2 + \left( \frac{\frac{6}{5} \cdot a}{2} \right)^2.
]
Упростим выражение:
[
a^2 = 400 + \left( \frac{3}{5} \cdot a \right)^2.
]
[
a^2 = 400 + \frac{9}{25} \cdot a^2.
]
Шаг 4. Решим уравнение
Перенесём ( \frac{9}{25} \cdot a^2 ) влево:
[
a^2 - \frac{9}{25} \cdot a^2 = 400.
]
Вынесем ( a^2 ) за скобки:
[
a^2 \left( 1 - \frac{9}{25} \right) = 400.
]
Упростим выражение в скобках:
[
1 - \frac{9}{25} = \frac{25}{25} - \frac{9}{25} = \frac{16}{25}.
]
Получим:
[
a^2 \cdot \frac{16}{25} = 400.
]
Умножим обе части на ( \frac{25}{16} ), чтобы избавиться от дроби:
[
a^2 = 400 \cdot \frac{25}{16}.
]
[
a^2 = 100 \cdot 25 = 2500.
]
Найдём ( a ):
[
a = \sqrt{2500} = 25 \, \text{см}.
]
Шаг 5. Найдём высоту ромба
Высота ромба ( h ) связана с площадью. Площадь ромба можно найти двумя способами:
- Через диагонали: ( S = \frac{d_1 \cdot d_2}{2} ).
- Через сторону и высоту: ( S = a \cdot h ).
Приравняем эти два выражения для площади:
[
a \cdot h = \frac{d_1 \cdot d_2}{2}.
]
Подставим значения ( a = 25 ), ( d_1 = 40 ), ( d_2 = \frac{6}{5} \cdot a = \frac{6}{5} \cdot 25 = 30 ):
[
25 \cdot h = \frac{40 \cdot 30}{2}.
]
[
25 \cdot h = 600.
]
Найдём ( h ):
[
h = \frac{600}{25} = 24 \, \text{см}.
]
Ответ:
- Сторона ромба: ( a = 25 \, \text{см} ).
- Высота ромба: ( h = 24 \, \text{см} ).