Треугольники АВС и EBF подобны по двум углам (<B - общий, а <BFE=<BCA как односторонние при параллельных AC и EF и секущей ВС). Из подобия имеем: BG/BH=EF/AC. Пусть Х - сторона вписанного в треугольник квадрата. BG=(h-X), AC=(h+7), где h = ВН - высота треугольника АВС. Имеем квадратное уравнение: h²+7h -2X*h - 7X =0 или h² - (2X-7)*h - 7X =0. Его корни: h1,2={(2X-7)±√[(2X-7)²+28X]}/2. Площадь треугольника: S = (1/2)*BH*AC = (1/2)*h*(h+7). Подставив в формулу значение h, получим площадь, как функцию длины стороны квадрата Х: S= (1/2)*({(2X-7)±√[(2X-7)²+28X]}/2)*(({(2X-7)±√[(2X-7)²+28X]}/2)+7). Подставив в эту "страшную" формулу значение стороны квадрата Х=12, получим: S = (1/2)*({17±√[289+336]}/2)*((17±√625}/2)+7) = (1/2)*21*28 = 294см².
P.S. Я взял на себя смелость исправить в "дано" 7м на 7см, так как сторона квадрата, вписанного в треугольник, дается в см. Ну и мною нигде не использовано то, что треугольник равнобедренный. Значит есть еще варианты решений и, может быть, много проще.
Треугольник АВС - равнобедренный. АС=АВ=а, угол при вершине равен 2β ( всместо буквы фи) Тогда углы при основании этого треугольника ∠ В= ∠ АСВ= (180°-2β)/2=90°-β И значит ∠ D= 90°-β Найдем площадь треугольника АВС S(Δ ABC)= (1/2)·AC·AB·sin 2β=(a²/2)·sin2β S(осн)=2·S(ΔABC) так как Δ АВС= ΔADC S(осн)=2·(a²/2)·sin2β=a²·sin2β С другой стороны площадь основания равна произведению стороны на высоту, проведенную к стороне. S(осн)=DC·AK ⇒ Площадь параллелограмма также равна произведению сторон на синус унла между ними S(осн)=AD·DC ·sin∠ D ⇒ Найдем АТ, зная, что площадь основания равна произведению стороны на высоту, проведенную к стороне. S(осн)=ВC·AТ ⇒
Рассмотрим треугольник МAТ: MA=AT·sinβ=acosβ·sinβ Боковая поверхность 1) S(ΔМАВ)=(1/2)MA·AB=(1/2)·a²·cosβ·sinβ 2) S(ΔМАD)=(1/2)MA·AD=(1/2)·a·cosβ·sinβ·2a·sinβ
Из треугольника МАК найдем апофему МК по теореме Пифагора МК²=MA²+AK²=(acosβ·sinβ)²+(asin2β)²=a²cos²βsin²β+4a²cos²βsin²β=(разложили sin2β=2sinβcosβ)=5a²sin²βcos²β MK=a√5sinβcosβ 3) S(ΔМDC)=(1/2)DC·MK=(1/2)·a²√5sinβcosβ
Из треугольника МАТ найдем апофему МТ по теореме Пифагора МТ²=MA²+AТ²=(acosβ·sinβ)²+(acosβ)²=a²cos²βsin²β+a²cos²β=a²cos²β(1+cos²β) MT=acosβ√(1+cos²β) 4) S(ΔМBC)=(1/2)BC·MТ=(1/2) AD·MT= (1/2)·a²·sinβ·cos²β·√(1+cos²β)
Осталось сложить ответы п. 1)-4) и получим боковую поверхность Если прибавим площадь основания, то получим полную поверхность
<BFE=<BCA как односторонние при параллельных AC и EF и секущей ВС). Из подобия имеем: BG/BH=EF/AC.
Пусть Х - сторона вписанного в треугольник квадрата.
BG=(h-X), AC=(h+7), где h = ВН - высота треугольника АВС.
Имеем квадратное уравнение:
h²+7h -2X*h - 7X =0 или h² - (2X-7)*h - 7X =0.
Его корни: h1,2={(2X-7)±√[(2X-7)²+28X]}/2.
Площадь треугольника: S = (1/2)*BH*AC = (1/2)*h*(h+7). Подставив в формулу значение h, получим площадь, как функцию длины стороны квадрата Х:
S= (1/2)*({(2X-7)±√[(2X-7)²+28X]}/2)*(({(2X-7)±√[(2X-7)²+28X]}/2)+7).
Подставив в эту "страшную" формулу значение стороны квадрата Х=12, получим:
S = (1/2)*({17±√[289+336]}/2)*((17±√625}/2)+7) = (1/2)*21*28 = 294см².
P.S. Я взял на себя смелость исправить в "дано" 7м на 7см, так как
сторона квадрата, вписанного в треугольник, дается в см. Ну и мною нигде не использовано то, что треугольник равнобедренный. Значит есть еще варианты решений и, может быть, много проще.
Тогда углы при основании этого треугольника
∠ В= ∠ АСВ= (180°-2β)/2=90°-β
И значит
∠ D= 90°-β
Найдем площадь треугольника АВС
S(Δ ABC)= (1/2)·AC·AB·sin 2β=(a²/2)·sin2β
S(осн)=2·S(ΔABC) так как Δ АВС= ΔADC
S(осн)=2·(a²/2)·sin2β=a²·sin2β
С другой стороны площадь основания равна произведению стороны на высоту, проведенную к стороне.
S(осн)=DC·AK ⇒
Площадь параллелограмма также равна произведению сторон на синус унла между ними
S(осн)=AD·DC ·sin∠ D ⇒
Найдем АТ, зная, что площадь основания равна произведению стороны на высоту, проведенную к стороне.
S(осн)=ВC·AТ ⇒
Рассмотрим треугольник МAТ:
MA=AT·sinβ=acosβ·sinβ
Боковая поверхность
1) S(ΔМАВ)=(1/2)MA·AB=(1/2)·a²·cosβ·sinβ
2) S(ΔМАD)=(1/2)MA·AD=(1/2)·a·cosβ·sinβ·2a·sinβ
Из треугольника МАК найдем апофему МК по теореме Пифагора
МК²=MA²+AK²=(acosβ·sinβ)²+(asin2β)²=a²cos²βsin²β+4a²cos²βsin²β=(разложили sin2β=2sinβcosβ)=5a²sin²βcos²β
MK=a√5sinβcosβ
3) S(ΔМDC)=(1/2)DC·MK=(1/2)·a²√5sinβcosβ
Из треугольника МАТ найдем апофему МТ по теореме Пифагора
МТ²=MA²+AТ²=(acosβ·sinβ)²+(acosβ)²=a²cos²βsin²β+a²cos²β=a²cos²β(1+cos²β)
MT=acosβ√(1+cos²β)
4) S(ΔМBC)=(1/2)BC·MТ=(1/2) AD·MT= (1/2)·a²·sinβ·cos²β·√(1+cos²β)
Осталось сложить ответы п. 1)-4) и получим боковую поверхность
Если прибавим площадь основания, то получим полную поверхность