Рассмотрим прямоугольную трапецию ABCD, где AB и CD — основания, а AD и BC — боковые стороны. Пусть AB — большее основание, CD — меньшее основание, AD — перпендикулярно основаниям (т.е. AD — высота трапеции), и BC — наклонная боковая сторона. Условие задачи гласит, что большая боковая сторона BC в два раза больше меньшей боковой стороны AD.
Обозначим длину AD через ( h ). Тогда длина BC равна ( 2h ). Нам нужно найти углы трапеции.
Поскольку трапеция прямоугольная, угол при основании AB и боковой стороне AD равен 90 градусам, т.е. ( \angle DAB = 90^\circ ). Аналогично, угол при основании CD и боковой стороне AD также равен 90 градусам, т.е. ( \angle ADC = 90^\circ ).
Теперь найдем углы при основании CD и боковой стороне BC. Рассмотрим треугольник BCD. В этом треугольнике BC — гипотенуза, а AD и разность оснований (AB - CD) — катеты. Обозначим разность оснований через ( x ), тогда ( \text{AB} = \text{CD} + x ).
По теореме Пифагора для треугольника BCD имеем:
[ BC^2 = AD^2 + (AB - CD)^2 ]
Подставим известные значения:
[ (2h)^2 = h^2 + x^2 ]
[ 4h^2 = h^2 + x^2 ]
[ 3h^2 = x^2 ]
[ x = \sqrt{3}h ]
Теперь найдём углы ( \angle BCD ) и ( \angle DBC ) в треугольнике BCD.
Для угла ( \angle BCD ):
[ \tan(\angle BCD) = \frac{AD}{AB - CD} = \frac{h}{\sqrt{3}h} = \frac{1}{\sqrt{3}} ]
[ \angle BCD = \arctan\left(\frac{1}{\sqrt{3}}\right) = 30^\circ ]
Для угла ( \angle DBC ):
[ \sin(\angle DBC) = \frac{AD}{BC} = \frac{h}{2h} = \frac{1}{2} ]
[ \angle DBC = \arcsin\left(\frac{1}{2}\right) = 30^\circ ]
Таким образом, углы трапеции ABCD равны:
- ( \angle DAB = 90^\circ )
- ( \angle ADC = 90^\circ )
- ( \angle BCD = 30^\circ )
- ( \angle DBC = 60^\circ )
Проверим: сумма углов в четырёхугольнике должна быть 360 градусов:
[ 90^\circ + 90^\circ + 30^\circ + 150^\circ = 360^\circ ]
Таким образом, найденные углы верны. Углы трапеции составляют ( 90^\circ ), ( 90^\circ ), ( 30^\circ ) и ( 150^\circ ).