Для решения задачи, связанной с треугольником ( \triangle ABC ), где ( AB = 14 ), ( BC = 13 ) и ( AC = 15 ), нам необходимо найти несколько геометрических величин. Давайте разберём каждый вопрос по отдельности.
1. Высота, проведенная к ( AC )
Чтобы найти высоту, проведенную из вершины ( B ) к стороне ( AC ), мы сначала используем формулу Герона для нахождения площади треугольника:
[
s = \frac{AB + BC + AC}{2} = \frac{14 + 13 + 15}{2} = 21
]
Площадь треугольника:
[
K = \sqrt{s(s - AB)(s - BC)(s - AC)} = \sqrt{21 \times (21 - 14) \times (21 - 13) \times (21 - 15)}
]
[
= \sqrt{21 \times 7 \times 8 \times 6} = \sqrt{7056} = 84
]
Высота ( h ) из вершины ( B ) к стороне ( AC ):
[
h = \frac{2K}{AC} = \frac{2 \times 84}{15} = \frac{168}{15} = 11.2
]
2. Косинус угла ( A )
Используем теорему косинусов:
[
\cos A = \frac{b^2 + c^2 - a^2}{2bc} = \frac{13^2 + 15^2 - 14^2}{2 \times 13 \times 15}
]
[
= \frac{169 + 225 - 196}{390} = \frac{198}{390} = \frac{33}{65}
]
3. Синус угла ( B )
Синус угла можно найти через площадь:
[
\sin B = \frac{2K}{ac} = \frac{2 \times 84}{14 \times 15} = \frac{168}{210} = \frac{4}{5}
]
4. Тангенс угла ( C )
Используем соотношение синуса и косинуса:
[
\tan C = \frac{\sin C}{\cos C}
]
Сначала найдём ( \cos C ) и ( \sin C ) через теорему косинусов и синусов, аналогично предыдущим:
[
\cos C = \frac{a^2 + b^2 - c^2}{2ab} = \frac{14^2 + 15^2 - 13^2}{2 \times 14 \times 15} = \frac{225}{420} = \frac{15}{28}
]
[
\sin C = \sqrt{1 - \cos^2 C} = \sqrt{1 - \left(\frac{15}{28}\right)^2} = \sqrt{\frac{784 - 225}{784}} = \sqrt{\frac{559}{784}}
]
[
= \frac{\sqrt{559}}{28}
]
Теперь тангенс:
[
\tan C = \frac{\sin C}{\cos C} = \frac{\frac{\sqrt{559}}{28}}{\frac{15}{28}} = \frac{\sqrt{559}}{15}
]
5. Радиус описанной окружности
[
R = \frac{abc}{4K} = \frac{14 \times 13 \times 15}{4 \times 84} = \frac{2730}{336} \approx 8.13
]
6. Радиус вписанной окружности
[
r = \frac{K}{s} = \frac{84}{21} = 4
]
7. Медиана, проведенная к ( BC )
Формула для медианы:
[
m_a = \frac{\sqrt{2b^2 + 2c^2 - a^2}}{2} = \frac{\sqrt{2 \times 13^2 + 2 \times 15^2 - 14^2}}{2}
]
[
= \frac{\sqrt{2 \times 169 + 2 \times 225 - 196}}{2} = \frac{\sqrt{788}}{2} \approx 14.04
]
8. Биссектриса, проведенная из вершины ( C )
Формула для биссектрисы:
[
l_c = \frac{2ab \cos\left(\frac{C}{2}\right)}{a + b} = \frac{2 \times 14 \times 15 \times \cos\left(\frac{C}{2}\right)}{14 + 15}
]
Для нахождения (\cos\left(\frac{C}{2}\right)) используем формулу:
[
\cos\left(\frac{C}{2}\right) = \sqrt{\frac{1 + \cos C}{2}} = \sqrt{\frac{1 + \frac{15}{28}}{2}}
]
[
= \sqrt{\frac{43}{56}} = \frac{\sqrt{43}}{\sqrt{56}}
]
Теперь найдём биссектрису:
[
l_c = \frac{2 \times 14 \times 15 \times \frac{\sqrt{43}}{\sqrt{56}}}{29} = \frac{420 \sqrt{43}}{29 \sqrt{56}}
]
Эти вычисления дают более точные значения, но для упрощения можно использовать калькулятор для конечных чисел.