В треугольнике ( \triangle ABC ) даны: угол ( A = 45^\circ ), угол ( C = 30^\circ ) и сторона ( BC = 6 ) см. Нам нужно найти стороны ( AB ) и ( AC ), а также площадь треугольника.
Шаг 1: Найти угол B
Сумма углов в треугольнике равна ( 180^\circ ). Поэтому угол ( B ) можно найти как:
[ B = 180^\circ - A - C = 180^\circ - 45^\circ - 30^\circ = 105^\circ. ]
Шаг 2: Использовать теорему синусов
Теорема синусов утверждает, что в любом треугольнике:
[
\frac{a}{\sin A} = \frac{b}{\sin B} = \frac{c}{\sin C}
]
где ( a, b, c ) — длины сторон, а ( A, B, C ) — противоположные углы.
Известно, что ( c = BC = 6 ) см. Используя теорему синусов, найдем стороны ( AB = c ) и ( AC = b ).
Найти сторону ( AB = c )
[
\frac{AB}{\sin C} = \frac{BC}{\sin A}
]
[
\frac{AB}{\sin 30^\circ} = \frac{6}{\sin 45^\circ}
]
[
\frac{AB}{0.5} = \frac{6}{\frac{\sqrt{2}}{2}}
]
[
AB = 6 \cdot \frac{0.5}{\frac{\sqrt{2}}{2}} = 6 \cdot \frac{1}{\sqrt{2}}
]
[
AB = 6\sqrt{2}
]
Найти сторону ( AC = b )
[
\frac{AC}{\sin B} = \frac{BC}{\sin A}
]
[
\frac{AC}{\sin 105^\circ} = \frac{6}{\sin 45^\circ}
]
[
\frac{AC}{\sin 105^\circ} = \frac{6}{\frac{\sqrt{2}}{2}}
]
[
AC = 6 \cdot \frac{\sin 105^\circ}{\frac{\sqrt{2}}{2}}
]
[
AC = 6 \cdot \frac{\sin(180^\circ - 75^\circ)}{\frac{\sqrt{2}}{2}} = 6 \cdot \frac{\sin 75^\circ}{\frac{\sqrt{2}}{2}}
]
Используя формулу для синуса суммы, (\sin 75^\circ = \sin(45^\circ + 30^\circ) = \sin 45^\circ \cos 30^\circ + \cos 45^\circ \sin 30^\circ ), мы получаем:
[
\sin 75^\circ = \frac{\sqrt{2}}{2} \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{\sqrt{2}}{2} \cdot 0.5 = \frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{4}
]
Подставим значение:
[
AC = 6 \cdot \frac{\frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{4}}{\frac{\sqrt{2}}{2}}
]
[
AC = 6 \cdot \frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{2\sqrt{2}}
]
[
AC = 3 \cdot \frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{\sqrt{2}}
]
Шаг 3: Найти площадь треугольника
Площадь треугольника можно найти по формуле:
[
S = \frac{1}{2} \cdot BC \cdot AC \cdot \sin A
]
[
S = \frac{1}{2} \cdot 6 \cdot AC \cdot \sin 45^\circ
]
[
S = 3 \cdot AC \cdot \frac{\sqrt{2}}{2}
]
Подставим значение ( AC ):
[
S = 3 \cdot \frac{3(\sqrt{6} + \sqrt{2})}{\sqrt{2}} \cdot \frac{\sqrt{2}}{2}
]
[
S = \frac{9(\sqrt{6} + \sqrt{2})}{4}
]
Таким образом, найденные стороны: ( AB = 6\sqrt{2} ) см, ( AC = 3 \cdot \frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{\sqrt{2}} ) см, и площадь ( S = \frac{9(\sqrt{6} + \sqrt{2})}{4} ) квадратных сантиметров.