Теорема (о биссектрисе внутреннего угла треугольника).Если AA1 ¾ биссектриса угла A треугольника ABC, тоBA1 : A1 C = BA : AC.Доказательство. Пусть угол при вершине A в треугольнике ABC равен 2a. Рассмотрим треугольники BAA1 и CAA1 (см. рис.). Их площади относятся как отрезки BA1 и A1C, поскольку высота к этим сторонам в рассматриваемых треугольниках общая.С другой стороны, воспользуемся для площадей этих треугольников формулой . ИмеемКак видим, при доказательстве обеих теорем мы использовали один очень простой факт:если два треугольника имеют общую вершину, а противолежащие этой вершине стороны расположены на одной прямой, то площади треугольников относятся как стороны, лежащие на одной прямой.Этот факт является частным случаем следующего более общего утверждения, которое также необходимо запомнить.Задача 2.Докажите, что длину биссектрисы AA1 треугольника ABC можно вычислять по формуле ,где b = AC, c = AB, A ¾ угол BAC (см. рис.).Решение. Будем исходить из очевидного равенстваилиДалее воспользуемся формулой sin2a = 2sina · cosa . (Эта формула вытекает из формул сложения, но мы докажем ее с формулы площадей.) Вывод формулы синуса двойного углаРассмотрим равнобедренный треугольник с боковыми сторонами, равными 1, и углом 2a между ними (см. рис.).Высота, она же биссектриса, разбивает треугольник на два равных прямоугольных треугольника с катетами sin a и cos a. Площадь каждого из них равна sin a · cos a, площадь всего треугольника равна sin 2a. Значит,Заменив в левой части равенства и сократив обе его части на , получимоткуда
Искомое диагональное сечение является прямоугольником. Его площадь находится произведением длины диагонали призмы на высоту ( длину бокового ребра призмы). Ни длина диагонали, ни длина ребра пока не известны, их следует найти. Так как в основании призмы ромб с тупым углом 120°, острый угол в нем равен 180°-120°=60°, а меньшая диагональ делит ромб на два равносторонних треугольника со стороной 5 см. Итак, меньшая диагональ равна 5 см. Площадь боковой поверхности прямой призмы равна произведению периметра ее основания на высоту призмы ( длину бокового ребра) S=Ph Периметр равен 5·4 =20 см h=S:P=240:20=12 см Площадь сечения призмы, проходящего через боковое ребро и меньшую диагональ основания Sсеч=5·12=60 см ²
