Для решения задачи давайте обозначим трапецию (ABCD) с основаниями (AB) и (CD), где (AB) является верхним основанием, а (CD) — нижним. Пусть (EF) — средняя линия трапеции, которая параллельна основаниям и равна полусумме их длин:
[
EF = \frac{AB + CD}{2}
]
По условию, диагональ (AC) делит среднюю линию (EF) на два отрезка (AEF) и (EFC) длиной 6 см и 10 см соответственно.
Так как (EF) параллельна основаниям и делится диагональю на два отрезка, применим теорему о средней линии трапеции и свойства подобия треугольников:
- Трапеция разбивается диагональю (AC) на два треугольника (ABE) и (CDE), которые подобны по двум углам (углы при основании и вертикальные углы при вершине (E)).
- Отношение сторон в подобных треугольниках равно отношению соответствующих отрезков средней линии.
Пусть (x = AB) и (y = CD). Тогда по свойству средней линии:
[
\frac{x}{y} = \frac{AEF}{EFC} = \frac{6}{10} = \frac{3}{5}
]
Это говорит о том, что основания трапеции (AB) и (CD) находятся в отношении (3:5).
Теперь выразим длины оснований через (x) и (y):
[
y = \frac{5}{3}x
]
Средняя линия (EF) равна полусумме оснований:
[
EF = \frac{x + y}{2} = \frac{x + \frac{5}{3}x}{2} = \frac{\frac{8}{3}x}{2} = \frac{4}{3}x
]
Также, по условию задачи общая длина средней линии (EF) равна сумме отрезков 6 см и 10 см:
[
EF = 6 + 10 = 16\, \text{см}
]
Теперь уравняем два выражения для средней линии:
[
\frac{4}{3}x = 16
]
Решая это уравнение, найдем (x):
[
x = 16 \times \frac{3}{4} = 12
]
Теперь найдем (y):
[
y = \frac{5}{3}x = \frac{5}{3} \times 12 = 20
]
Таким образом, длины оснований трапеции составляют 12 см и 20 см.