Из прямоугольных ∆ СВВ1 и ∆САА1 с общим острым углом С
cos C=В1С:ВС=А1С:АС
По первой лемме о высотах –
(Если в треугольнике ABC нет прямого угла, AA1 и BB1 – его высоты, то ∆ А1В1С подобен ∆ ABC., т.е. если соединить основания двух высот, то образуется треугольник, подобный данному)⇒
∆ А1В1С подобен ∆ АВС.
Случай 1)
∆ АВС остроугольный. Из подобия треугольников следует отношение:
А1B1:АB=В1С:ВС=cosC
cosC= 2√3:4=√3/2 ⇒ угол С=30°
2)
∆АВС тупоугольный и угол С >90°:
по первой лемме о высотах ∆ А1В1С подобен ∆ АВС.
Косинус угла, смежного с углом С, равен
А1С:АС=В1С:ВС=cos ACA1
cos ACA1=А1В1:АВ=2√3:4=√3/2, угол АСА1=30°, ⇒
угол С=180°-30°=150°
Таким же образом находится величина острого угла С в тупоугольном ∆ АВС, где тупой угол – ∠А или ∠В.
————————————
3) Можно угол С найти по т.синусов.
Так как. ∆АВВ1 и АА1В1 прямоугольные с общей гипотенузой АВ, можно провести окружность около четырехугольника АВА1В1. Треугольник АВВ1 - вписанный.
По т. синусов
2R=AB=4 ⇒
. Это синус 60°, и тогда
угол С=30°.
Этот решения применим и в случае тупоугольного ∆ АВС.
Пусть ABCA₁B₁C₁ - прямая призма, в основании которой лежит равнобедеренный треугольник ABC. Через основание (AB) треугольника ABC проведено сечение так, что ∠C₁AC = ∠С₁BC = 60°. Сечение пересекает ребро C₁C в точке E.
Треугольник ACE = треугольнику BCE по двум сторонам и углу между ними:
AC = BC как боковые стороны равнобедренного треугольника ABC
СЕ - общая сторона
∠ACE = ∠BCE = 90°, т.к. призма прямая
⇒ AE = BE ⇒ сечение ABE- равнобедренный треугольник с основанием AB, боковыми сторонами AE u BE
В прямоугольном треугольнике ACE:
∠ACE = 90°
∠EAC = 60°
∠AEC = 180 - 90 - 60 = 30 (°)
Катет AC = 5 cм лежит против ∠AEC = 30°. Такой катет равен половине гипотенузы.
Гипотенуза AE = AC * 2
AE = 5 * 2 = 10 (см)
Площадь равнобедренного треугольника равна произведению высоты, проведенной к основанию на половину длины основания.
EK - высота (также медиана и биссектриса), проведенная к основанию треугольника ABE. ⇒ AK = AB / 2
AK = 8 / 2 = 4 (cм)
По теореме Пифагора:
AE² = AK² + EK²
EK² = AE² - AK²
EK² = 10² - 4² = 100 - 16 = 84
EK = √84 = 2√21 (см)
S(ABE) = EK * AK
S(ABE) = 2√21 * 4 = 8√21 (см²)