Для начала рассмотрим равнобедренную трапецию. Пусть её нижнее основание равно (a), верхнее основание - (b), боковые стороны - (c = 15) см, а высота - (h).
Исходя из условия, что отношение (h:a:b = 3:5:13), мы можем представить:
- (h = 3k),
- (a = 5k),
- (b = 13k),
где (k) - коэффициент пропорциональности.
Теперь рассмотрим трапецию из вертикальной высоты. Трапеция делится высотой на два прямоугольных треугольника и один прямоугольник. Половина разности оснований ( \frac{a - b}{2} = \frac{5k - 13k}{2} = -4k ) будет катетом двух прямоугольных треугольников, а высота (h = 3k) будет другим катетом.
Используя теорему Пифагора для определения гипотенузы (боковой стороны трапеции), получаем:
[ c^2 = (-4k)^2 + (3k)^2 = 16k^2 + 9k^2 = 25k^2 ]
[ c = 15 \text{ см} ]
[ 15^2 = 25k^2 ]
[ 225 = 25k^2 ]
[ k^2 = 9 ]
[ k = 3 ]
Теперь подставляем найденное значение (k) в выражения для (a), (b) и (h):
- (a = 5k = 15 \text{ см}),
- (b = 13k = 39 \text{ см}),
- (h = 3k = 9 \text{ см}).
Площадь трапеции находится по формуле:
[ S = \frac{(a + b) \times h}{2} = \frac{(15 + 39) \times 9}{2} = \frac{54 \times 9}{2} = \frac{486}{2} = 243 \text{ см}^2 ]
Таким образом, площадь трапеции равна (243) квадратных сантиметров.