Для решения задачи о нахождении стороны ромба при известных диагоналях и площади, начнем с теоретических основ и поэтапного анализа.
Ромб - это параллелограмм, у которого все стороны равны, а диагонали пересекаются под прямым углом и делятся пополам.
Пусть длины диагоналей ромба равны ( d_1 ) и ( d_2 ). Нам дано, что одна из диагоналей в 3 раза больше другой, т.е. ( d_1 = 3d_2 ).
Также известно, что площадь ромба равна 54. Формула для нахождения площади ромба через диагонали выглядит так:
[ S = \frac{1}{2} \cdot d_1 \cdot d_2 ]
Подставим известные значения в эту формулу:
[ 54 = \frac{1}{2} \cdot d_1 \cdot d_2 ]
Теперь заменим ( d_1 ) на ( 3d_2 ):
[ 54 = \frac{1}{2} \cdot 3d_2 \cdot d_2 ]
[ 54 = \frac{3}{2} \cdot d_2^2 ]
Умножим обе стороны уравнения на 2, чтобы избавиться от дроби:
[ 108 = 3 \cdot d_2^2 ]
Разделим обе стороны уравнения на 3:
[ 36 = d_2^2 ]
Найдем ( d_2 ), взяв квадратный корень из 36:
[ d_2 = \sqrt{36} ]
[ d_2 = 6 ]
Теперь найдем ( d_1 ), зная, что ( d_1 = 3d_2 ):
[ d_1 = 3 \cdot 6 ]
[ d_1 = 18 ]
Теперь у нас есть длины диагоналей: ( d_1 = 18 ) и ( d_2 = 6 ).
Диагонали ромба делятся пополам при пересечении, поэтому каждая половина диагонали равна:
[ \frac{d_1}{2} = \frac{18}{2} = 9 ]
[ \frac{d_2}{2} = \frac{6}{2} = 3 ]
Теперь у нас есть два отрезка, которые являются катетами прямоугольного треугольника (половины диагоналей):
Гипотенуза этого треугольника является стороной ромба ( a ), которую мы и ищем. Используем теорему Пифагора:
[ a = \sqrt{\left(\frac{d_1}{2}\right)^2 + \left(\frac{d_2}{2}\right)^2} ]
[ a = \sqrt{9^2 + 3^2} ]
[ a = \sqrt{81 + 9} ]
[ a = \sqrt{90} ]
[ a = 3\sqrt{10} ]
Таким образом, сторона ромба равна ( 3\sqrt{10} ) единиц.