Для решения задачи о ромбе, в котором известны меньшая диагональ и один из углов, необходимо воспользоваться свойствами ромба и тригонометрией.
- Меньшая диагональ (d_1 = 12) см.
- Угол ромба (\alpha = 60^\circ).
В ромбе диагонали пересекаются под прямым углом и делят углы ромба пополам. Поэтому диагонали делятся на две равные части в точке пересечения.
Найдём вторую диагональ:
Обозначим диагонали ромба (d_1) и (d_2). Точка пересечения диагоналей делит их пополам, поэтому каждая половина диагонали (d_1) будет равна (\frac{d_1}{2} = \frac{12}{2} = 6) см.
Рассмотрим один из четырёх прямоугольных треугольников, на которые делят ромб его диагонали. В этом треугольнике:
- Катеты равны (\frac{d_1}{2} = 6) см и (\frac{d_2}{2}) см.
- Один из углов при основании равен ( \frac{\alpha}{2} = \frac{60^\circ}{2} = 30^\circ ).
Используем тригонометрическое соотношение в прямоугольном треугольнике для угла (30^\circ):
[
\tan(30^\circ) = \frac{\text{противолежащий катет}}{\text{прилежащий катет}} = \frac{\frac{d_2}{2}}{6}
]
Значение ( \tan(30^\circ) = \frac{1}{\sqrt{3}} ). Подставляем это значение:
[
\frac{1}{\sqrt{3}} = \frac{\frac{d_2}{2}}{6}
]
Решаем это уравнение относительно (d_2):
[
\frac{d_2}{2} = 6 \cdot \frac{1}{\sqrt{3}} = \frac{6}{\sqrt{3}}
]
Умножаем числитель и знаменатель на (\sqrt{3}), чтобы избавиться от иррациональности в знаменателе:
[
\frac{6}{\sqrt{3}} \times \frac{\sqrt{3}}{\sqrt{3}} = \frac{6 \sqrt{3}}{3} = 2 \sqrt{3}
]
Таким образом, половина второй диагонали равна (2 \sqrt{3}) см, а вся диагональ:
[
d_2 = 2 \cdot 2 \sqrt{3} = 4 \sqrt{3} \text{ см}
]
Найдём сторону ромба:
Используем свойства прямоугольного треугольника, в котором гипотенуза — это сторона ромба (a), а катеты — половины диагоналей, равные (6) см и (2 \sqrt{3}) см.
Применим теорему Пифагора:
[
a^2 = \left(\frac{d_1}{2}\right)^2 + \left(\frac{d_2}{2}\right)^2
]
[
a^2 = 6^2 + (2\sqrt{3})^2
]
[
a^2 = 36 + 4 \cdot 3
]
[
a^2 = 36 + 12
]
[
a^2 = 48
]
[
a = \sqrt{48} = 4\sqrt{3} \text{ см}
]
Ответ:
- Вторая диагональ ромба равна (4 \sqrt{3}) см.
- Сторона ромба равна (4 \sqrt{3}) см.