Для решения задачи о нахождении площади равнобедренного треугольника воспользуемся данными:
- Боковая сторона ( a = 10 )
- Основание ( b = 10\sqrt{2 + \sqrt{2}} )
- Угол напротив основания ( \alpha = 135^\circ )
Площадь треугольника можно найти несколькими способами, но в данном случае удобнее всего воспользоваться формулой для площади треугольника через стороны и угол между ними:
[ S = \frac{1}{2} a^2 \sin(\alpha) ]
Однако, в данном случае угол (\alpha) дан напротив основания, а не между боковыми сторонами. Поэтому сначала разобьем треугольник на два прямоугольных треугольника, опустив высоту ( h ) из вершины на основание ( b ).
Высота ( h ) делит основание пополам, поэтому каждая половина основания будет равна ( \frac{b}{2} = \frac{10\sqrt{2 + \sqrt{2}}}{2} = 5\sqrt{2 + \sqrt{2}} ).
Рассмотрим один из получившихся прямоугольных треугольников с гипотенузой 10 (боковая сторона), одним катетом ( 5\sqrt{2 + \sqrt{2}} ), и высотой ( h ).
Используем теорему Пифагора для нахождения высоты ( h ):
[ h^2 + \left(5\sqrt{2 + \sqrt{2}}\right)^2 = 10^2 ]
Вычислим квадрат второго катета:
[ \left(5\sqrt{2 + \sqrt{2}}\right)^2 = 25(2 + \sqrt{2}) = 50 + 25\sqrt{2} ]
Теперь подставим в уравнение:
[ h^2 + 50 + 25\sqrt{2} = 100 ]
Отсюда:
[ h^2 = 100 - 50 - 25\sqrt{2} ]
[ h^2 = 50 - 25\sqrt{2} ]
Теперь найдем ( h ):
[ h = \sqrt{50 - 25\sqrt{2}} ]
После нахождения высоты, можно вычислить площадь треугольника:
[ S = \frac{1}{2} \times b \times h ]
Подставим значения:
[ S = \frac{1}{2} \times 10\sqrt{2 + \sqrt{2}} \times \sqrt{50 - 25\sqrt{2}} ]
Теперь упростим выражение под корнем:
[ S = \frac{1}{2} \times 10 \times \sqrt{(2+\sqrt{2})(50 - 25\sqrt{2})} ]
Распишем выражение под корнем:
[ (2 + \sqrt{2})(50 - 25\sqrt{2}) = 100 - 50\sqrt{2} + 50\sqrt{2} - 25 \times 2 = 100 - 50 = 50 ]
Таким образом:
[ S = \frac{1}{2} \times 10 \times \sqrt{50} ]
[ S = 5 \times \sqrt{50} ]
[ S = 5 \times 5 \sqrt{2} ]
[ S = 25\sqrt{2} ]
Итак, площадь равнобедренного треугольника равна ( 25\sqrt{2} ).