В прямоугольном треугольнике средние линии соединяют вершины треугольника с серединами противоположных сторон. Когда мы проводим три средние линии, они образуют новый треугольник, который называется треугольником средних линий. Длина каждой средней линии равна половине длины стороны треугольника, к которой она параллельна.
Пусть ( \triangle ABC ) — прямоугольный треугольник, в котором ( \angle C ) — прямой угол. Пусть ( M, N, P ) — середины сторон ( AB, BC, ) и ( AC ) соответственно. Тогда треугольник ( \triangle MNP ) — это треугольник средних линий, и его стороны равны:
- ( MN = \frac{1}{2}AC ),
- ( NP = \frac{1}{2}AB ),
- ( PM = \frac{1}{2}BC ).
По условию, периметр треугольника ( \triangle MNP ) равен 30 см. Тогда:
[
MN + NP + PM = \frac{1}{2}AC + \frac{1}{2}AB + \frac{1}{2}BC = 30.
]
Умножив всё уравнение на 2, получим:
[
AC + AB + BC = 60.
]
Также дано, что синус одного из острых углов равен ( \frac{5}{13} ). Пусть это угол ( A ). Тогда:
[
\sin A = \frac{a}{c} = \frac{5}{13},
]
где ( a = BC ) — противолежащий катет, и ( c = AB ) — гипотенуза. Значит, ( BC = \frac{5}{13}AB ).
Используя теорему Пифагора, выразим ( AC ):
[
AC = \sqrt{AB^2 - BC^2}.
]
Подставим ( BC = \frac{5}{13}AB ):
[
AC = \sqrt{AB^2 - \left(\frac{5}{13}AB\right)^2} = \sqrt{AB^2 - \frac{25}{169}AB^2} = \sqrt{\frac{144}{169}AB^2} = \frac{12}{13}AB.
]
Теперь подставим в уравнение периметра:
[
\frac{12}{13}AB + \frac{5}{13}AB + AB = 60.
]
Приведем к общему знаменателю:
[
\frac{12}{13}AB + \frac{5}{13}AB + \frac{13}{13}AB = 60.
]
[
\frac{30}{13}AB = 60.
]
Умножим и получим:
[
30AB = 780,
]
[
AB = 26.
]
Теперь найдем ( BC ) и ( AC ):
[
BC = \frac{5}{13} \times 26 = 10,
]
[
AC = \frac{12}{13} \times 26 = 24.
]
Теперь найдем площадь ( \triangle ABC ):
[
S = \frac{1}{2} \times AC \times BC = \frac{1}{2} \times 24 \times 10 = 120 \text{ квадратных сантиметров}.
]
Таким образом, стороны треугольника равны 10 см, 24 см и 26 см, а площадь равна 120 квадратных сантиметров.