Для решения задачи нужно воспользоваться свойствами прямоугольного треугольника и тангенсом угла. В треугольнике ABC угол (C) равен (90^\circ), (AB) — это гипотенуза, а (AC) и (BC) — катеты.
Дано:
- Угол (C = 90^\circ)
- (AB = 40) (гипотенуза)
- (\tan A = \frac{55}{3\sqrt{55}})
Требуется найти (AC) (катет).
Тангенс угла (A) в прямоугольном треугольнике определяется как отношение противолежащего катета к прилежащему катету. В данном случае:
[
\tan A = \frac{BC}{AC}
]
Подставим известное значение тангенса:
[
\tan A = \frac{55}{3\sqrt{55}}
]
Сначала упростим выражение тангенса:
[
\tan A = \frac{55}{3\sqrt{55}} = \frac{55}{3 \cdot \sqrt{55}} = \frac{55}{3 \cdot \sqrt{55}} \cdot \frac{\sqrt{55}}{\sqrt{55}} = \frac{55 \cdot \sqrt{55}}{3 \cdot 55} = \frac{\sqrt{55}}{3}
]
Итак, (\tan A = \frac{\sqrt{55}}{3}).
Теперь выразим (BC) через (AC):
[
\frac{BC}{AC} = \frac{\sqrt{55}}{3}
]
[
BC = \frac{\sqrt{55}}{3} \cdot AC
]
Используем теорему Пифагора для треугольника (ABC):
[
AB^2 = AC^2 + BC^2
]
Подставим (BC) в это уравнение:
[
40^2 = AC^2 + \left(\frac{\sqrt{55}}{3} \cdot AC\right)^2
]
Упростим выражение:
[
1600 = AC^2 + \left(\frac{\sqrt{55}}{3}\right)^2 \cdot AC^2
]
[
1600 = AC^2 + \frac{55}{9} \cdot AC^2
]
[
1600 = AC^2 \left(1 + \frac{55}{9}\right)
]
[
1600 = AC^2 \left(\frac{9 + 55}{9}\right)
]
[
1600 = AC^2 \left(\frac{64}{9}\right)
]
[
1600 = \frac{64}{9} \cdot AC^2
]
[
1600 \cdot \frac{9}{64} = AC^2
]
[
AC^2 = \frac{14400}{64}
]
[
AC^2 = 225
]
[
AC = \sqrt{225}
]
[
AC = 15
]
Таким образом, длина катета (AC) равна 15.