Рассмотрим прямоугольную трапецию, в которой один из углов является тупым и равен 135 градусам. Пусть (ABCD) - наша трапеция, где (AB) и (CD) - параллельные основания, а (AD) и (BC) - боковые стороны. Пусть (AB) - это верхнее основание, а (CD) - нижнее основание, причем (AD) - вертикальная сторона, так как трапеция прямоугольная.
Высота, проведенная от вершины тупого угла (пусть это вершина (C)), отсекает квадрат с площадью 16 см². Значит, сторона этого квадрата равна (\sqrt{16} = 4) см.
Обозначим:
- (h) - высоту трапеции (это сторона квадрата, поэтому (h = 4) см),
- (a) - длину верхнего основания (AB),
- (b) - длину нижнего основания (CD).
Углы (A) и (D) прямые, так как (AD) перпендикулярно (AB) и (CD). Угол (C) равен 135 градусам, следовательно, углы (B) и (C) образуют развернутый угол (180 - 135 = 45) градусов.
Из вершины (C) опускаем перпендикуляр на (AB), и пусть точка пересечения этого перпендикуляра с (AB) будет (E). Поскольку отрезок (CE) - это высота, равная стороне квадрата, то (CE = 4) см.
Рассмотрим треугольник (CED). В этом треугольнике (\angle DCE = 45^\circ), (\angle CED = 90^\circ), а (CE = 4) см. Так как треугольник (CED) - прямоугольный равнобедренный (углы (45^\circ) и (45^\circ)), то (CD = CE \cdot \sqrt{2} = 4 \cdot \sqrt{2} = 4\sqrt{2}) см.
Теперь мы знаем длину нижнего основания (CD = 4\sqrt{2}) см и высоту трапеции (h = 4) см.
Для нахождения площади трапеции (S), воспользуемся формулой:
[ S = \frac{1}{2}(a + b)h ]
Нам нужно ещё найти длину верхнего основания (a = AB). Заметим, что (AB) состоит из двух частей: длины стороны квадрата и проекции стороны (CD) на горизонтальную ось. Так как угол (C) равен 135 градусов, то угол между (CD) и горизонтальной осью равен (45^\circ). Поэтому горизонтальная проекция (CD) равна:
[ CD \cos(45^\circ) = 4\sqrt{2} \cdot \cos(45^\circ) = 4\sqrt{2} \cdot \frac{1}{\sqrt{2}} = 4 \text{ см} ]
Таким образом, (a = 4 + 4 = 8) см.
Теперь можем найти площадь трапеции:
[ S = \frac{1}{2} (8 + 4\sqrt{2}) \cdot 4 = 2 (8 + 4\sqrt{2}) = 16 + 8\sqrt{2} \text{ см}^2 ]
Ответ: Площадь трапеции равна (16 + 8\sqrt{2}) см².