Для решения задачи начнем с обозначений. Пусть:
- ( AB = AC = x ) — боковые стороны равнобедренного треугольника ( \triangle ABC ).
- ( BC = y ) — основание треугольника.
- Медиана ( AD ) проведена к стороне ( AC ), и ( AD = 3\sqrt{11} ).
Согласно условию, основание ( y ) в 3 раза меньше боковой стороны:
[ y = \frac{x}{3} ]
В равнобедренном треугольнике медианы, проведенные к боковым сторонам, равны, и, по теореме о медиане, медиана ( AD ) для треугольника разделяет его на два равных по площади треугольника.
Так как мы знаем длину медианы ( AD ), можем применить выражение для нахождения длины медианы в треугольнике:
[
m_a = \sqrt{\frac{2b^2 + 2c^2 - a^2}{4}}
]
где ( m_a ) — медиана, ( b ) и ( c ) — стороны треугольника, к которым не проведена медиана, а ( a ) — сторона, к которой проведена медиана.
Применим формулу для нашей задачи:
[
3\sqrt{11} = \sqrt{\frac{2x^2 + 2y^2 - x^2}{4}}
]
[
3\sqrt{11} = \sqrt{\frac{x^2 + 2y^2}{4}}
]
Возведем обе стороны в квадрат:
[
99 = \frac{x^2 + 2y^2}{4}
]
Умножим обе стороны на 4:
[
396 = x^2 + 2y^2
]
Подставим ( y = \frac{x}{3} ) в уравнение:
[
396 = x^2 + 2\left(\frac{x}{3}\right)^2
]
[
396 = x^2 + 2\left(\frac{x^2}{9}\right)
]
[
396 = x^2 + \frac{2x^2}{9}
]
Приведем к общему знаменателю:
[
396 = \frac{9x^2 + 2x^2}{9}
]
[
396 = \frac{11x^2}{9}
]
Умножим обе стороны на 9:
[
3564 = 11x^2
]
Разделим обе стороны на 11:
[
x^2 = 324
]
Возьмем квадратный корень:
[
x = 18
]
Теперь найдем основание ( y ):
[
y = \frac{x}{3} = \frac{18}{3} = 6
]
Таким образом, основание треугольника равно 6 единицам.