Угол при основании равнобедренного треугольника равен α. Найдите радиус вписанной в  треугольник окружности, если основание равно  a.
от

1 Ответ

Дано:

1. Угол при основании равнобедренного треугольника равен α.
2. Основание равно a.

Найти:

Радиус вписанной в треугольник окружности r.

Решение:

1. Обозначим боковые стороны равнобедренного треугольника как b. Мы можем выразить высоту h треугольника через угол α и основание a:
   
   Для нахождения высоты h опустим перпендикуляр из вершины A на основание BC. Эта высота будет делить основание пополам, так что половина основания равна a/2.

2. Используем тригонометрию для нахождения высоты h:
   
   h = b * sin(α).

3. Также можем использовать теорему косинусов для нахождения бикубической стороны b:
   
   По теореме косинусов:
   b² = (a/2)² + h²,
   где h = b * sin(α).
   
   Подставляем:
   b² = (a/2)² + (b * sin(α))².

4. Выразим радиус вписанной окружности r через площадь S треугольника и полупериметр p:
   
   p = (a + 2b) / 2,
   S = (a * h) / 2.

5. Таким образом, радиус r можно выразить как:
   
   r = S / p
   = [(a * h) / 2] / [(a + 2b) / 2]
   = [a * h] / (a + 2b).

6. Теперь подставим h:
   
   r = [a * (b * sin(α))] / (a + 2b).

7. Чтобы получить окончательное выражение для r, мы будем использовать значение b через a и α. Чтобы упростить это, воспользуемся формулой для b:

   b = a / (2 * cos(α)).

Теперь подставим это значение в формулу для r:

r = [a * ( (a/(2 * cos(α))) * sin(α) )] / (a + 2*(a/(2 * cos(α)))).

Упрощая, получаем:

r = [a² * sin(α) / (2 * cos(α))] / (a + a/cos(α)),
что упростится до:
r = [a² * sin(α) / (2 * cos(α))] / [a(1 + 1/cos(α))].

8. Упростив, мы получим окончательную формулу для радиуса вписанной окружности в зависимости от основания a и угла α.

Ответ:

Радиус вписанной в треугольник окружности r = (a * tan(α / 2)).
от