Для решения задачи найдем основания равнобедренной трапеции, в которую вписана окружность. Даны боковая сторона ( AB = CD = 17 ) см и диаметр окружности ( 15 ) см, а значит радиус окружности ( r = \frac{15}{2} = 7.5 ) см.
Поскольку окружность вписана в трапецию, сумма длин оснований равна сумме длин боковых сторон:
[
a + b = AB + CD = 17 + 17 = 34 \text{ см}.
]
Также известно, что в равнобедренной трапеции, в которую можно вписать окружность, высота ( h ) равна удвоенному радиусу окружности:
[
h = 2r = 2 \times 7.5 = 15 \text{ см}.
]
Теперь воспользуемся свойством вписанной окружности и свяжем его с длиной высоты. В равнобедренной трапеции можно использовать формулу для высоты:
[
h = \sqrt{a \cdot b - \left(\frac{a - b}{2}\right)^2},
]
где ( a ) и ( b ) — основания трапеции. Подставим в нее выражение для высоты:
[
15 = \sqrt{a \cdot b - \left(\frac{a - b}{2}\right)^2}.
]
Ранее мы получили, что ( a + b = 34 ). Обозначим ( a ) как большее основание, а ( b ) как меньшее основание. Тогда можем выразить одно основание через другое:
[
b = 34 - a.
]
Подставим это в уравнение для высоты:
[
15 = \sqrt{a \cdot (34 - a) - \left(\frac{a - (34 - a)}{2}\right)^2}.
]
Упростим выражение:
[
15 = \sqrt{a \cdot (34 - a) - \left(\frac{2a - 34}{2}\right)^2}.
]
[
15 = \sqrt{34a - a^2 - \left(a - 17\right)^2}.
]
[
15 = \sqrt{34a - a^2 - (a^2 - 34a + 289)}.
]
[
15 = \sqrt{34a - a^2 - a^2 + 34a - 289}.
]
[
15 = \sqrt{68a - 2a^2 - 289}.
]
Возведем обе стороны в квадрат:
[
225 = 68a - 2a^2 - 289.
]
Переносим все в одну сторону:
[
2a^2 - 68a + 514 = 0.
]
Разделим уравнение на 2:
[
a^2 - 34a + 257 = 0.
]
Решим квадратное уравнение через дискриминант:
[
D = 34^2 - 4 \cdot 1 \cdot 257 = 1156 - 1028 = 128.
]
Корни уравнения:
[
a_{1,2} = \frac{34 \pm \sqrt{128}}{2}.
]
[
\sqrt{128} = \sqrt{64 \times 2} = 8\sqrt{2}.
]
[
a_{1,2} = \frac{34 \pm 8\sqrt{2}}{2}.
]
[
a_1 = 17 + 4\sqrt{2}, \quad a_2 = 17 - 4\sqrt{2}.
]
С учетом, что ( a ) — большее основание, получаем:
[
a = 17 + 4\sqrt{2}, \quad b = 17 - 4\sqrt{2}.
]
Таким образом, основания трапеции равны ( 17 + 4\sqrt{2} ) см и ( 17 - 4\sqrt{2} ) см.