Для решения задачи о нахождении стороны треугольника, лежащей против угла в 45 градусов, будем использовать теорему синусов. Давайте обозначим треугольник как ( ABC ), где ( AB = c ), ( BC = a = 10 ) см (основание), и ( CA = b ). Углы при основании — (\angle BAC = 45^\circ) и (\angle ABC = 75^\circ), так как (\angle ACB = 60^\circ).
Сначала убедимся, что сумма углов в треугольнике равна 180 градусам:
[
\angle BAC + \angle ABC + \angle ACB = 45^\circ + 75^\circ + 60^\circ = 180^\circ
]
Теперь применим теорему синусов:
[
\frac{a}{\sin A} = \frac{b}{\sin B} = \frac{c}{\sin C}
]
Где ( A = 45^\circ ), ( B = 75^\circ ), ( C = 60^\circ ), и ( a = 10 ).
Интересует сторона ( c ), противолежащая углу ( A = 45^\circ ):
[
\frac{c}{\sin 45^\circ} = \frac{10}{\sin 60^\circ}
]
Синусы углов:
- (\sin 45^\circ = \frac{\sqrt{2}}{2})
- (\sin 60^\circ = \frac{\sqrt{3}}{2})
Подставим значения синусов в уравнение:
[
\frac{c}{\frac{\sqrt{2}}{2}} = \frac{10}{\frac{\sqrt{3}}{2}}
]
Упростим уравнение:
[
c \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = 10 \cdot \frac{\sqrt{2}}{2}
]
Умножим обе стороны на 2, чтобы убрать знаменатели:
[
c \sqrt{3} = 10 \sqrt{2}
]
Разделим обе стороны на (\sqrt{3}):
[
c = \frac{10 \sqrt{2}}{\sqrt{3}}
]
Домножим числитель и знаменатель на (\sqrt{3}) для избавления от иррациональности в знаменателе:
[
c = \frac{10 \sqrt{2} \cdot \sqrt{3}}{3} = \frac{10 \sqrt{6}}{3}
]
Таким образом, сторона ( c ), лежащая против угла ( 45^\circ ), равна (\frac{10 \sqrt{6}}{3}) см.