Чтобы найти боковую сторону равнобедренного треугольника без использования тригонометрии, мы можем воспользоваться геометрическими свойствами и формулами для площади треугольника.
Дано:
- Угол при основании равнобедренного треугольника равен 30 градусам.
- Площадь треугольника ( S = 100\sqrt{3} ).
Обозначим:
- ( AB = AC = b ) — боковые стороны треугольника.
- ( BC = a ) — основание треугольника.
- ( h ) — высота, опущенная из вершины ( A ) на основание ( BC ).
Поскольку треугольник равнобедренный и угол при основании равен 30 градусам, высота ( h ) также является медианой и биссектрисой, делящей основание ( BC ) пополам. Таким образом, ( BD = DC = \frac{a}{2} ).
Теперь рассмотрим прямоугольный треугольник ( ABD ), в котором:
- ( \angle ABD = 30^\circ ).
- ( AB = b ).
- ( BD = \frac{a}{2} ).
Из свойства прямоугольного треугольника с углом 30 градусов (без использования тригонометрии) известно, что катет, лежащий напротив угла 30 градусов, равен половине гипотенузы. В данном случае:
[ BD = \frac{1}{2} \cdot AD ]
Следовательно, гипотенуза (боковая сторона) ( b = 2 \cdot BD = a ).
Теперь воспользуемся формулой площади треугольника:
[ S = \frac{1}{2} \cdot a \cdot h ]
Мы знаем, что:
[ h = \sqrt{b^2 - \left(\frac{a}{2}\right)^2} ]
Подставим ( b = a ) и упростим:
[ h = \sqrt{a^2 - \left(\frac{a}{2}\right)^2} = \sqrt{a^2 - \frac{a^2}{4}} = \sqrt{\frac{3a^2}{4}} = \frac{a\sqrt{3}}{2} ]
Теперь подставим ( h ) в формулу площади:
[ 100\sqrt{3} = \frac{1}{2} \cdot a \cdot \frac{a\sqrt{3}}{2} ]
[ 100\sqrt{3} = \frac{a^2\sqrt{3}}{4} ]
Умножим обе части уравнения на 4:
[ 400\sqrt{3} = a^2\sqrt{3} ]
Разделим обе части на (\sqrt{3}):
[ 400 = a^2 ]
Из этого следует, что:
[ a = \sqrt{400} = 20 ]
Таким образом, боковая сторона равнобедренного треугольника равна 20 единиц.