Для решения задачи с использованием теоремы синусов, необходимо помнить основное утверждение этой теоремы: в любом треугольнике стороны пропорциональны синусам противоположных углов. Формула теоремы синусов выглядит следующим образом:
[
\frac{a}{\sin A} = \frac{b}{\sin B} = \frac{c}{\sin C}
]
Где ( a, b, c ) — стороны треугольника, а ( A, B, C ) — углы, лежащие напротив этих сторон.
Даны:
- AC = 5 см
- ∠B = 30°
- ∠A = 45°
Для начала найдем угол C, используя сумму углов в треугольнике:
[
\angle C = 180° - \angle A - \angle B = 180° - 45° - 30° = 105°
]
Теперь применим теорему синусов. Пусть:
- AB = c
- BC = a
- AC = b = 5 см
Тогда:
[
\frac{a}{\sin A} = \frac{b}{\sin B} = \frac{c}{\sin C}
]
Подставим известные значения:
[
\frac{BC}{\sin 45°} = \frac{5 \text{ см}}{\sin 30°} = \frac{AB}{\sin 105°}
]
Зная значения синусов углов:
[
\sin 45° = \frac{\sqrt{2}}{2}, \quad \sin 30° = \frac{1}{2}, \quad \sin 105° = \sin (180° - 75°) = \sin 75° = \cos 15°
]
Используем формулу косинуса для угла:
[
\cos 15° = \cos (45° - 30°) = \cos 45° \cos 30° + \sin 45° \sin 30°
]
Подставим значения:
[
\cos 45° = \frac{\sqrt{2}}{2}, \quad \cos 30° = \frac{\sqrt{3}}{2}, \quad \sin 45° = \frac{\sqrt{2}}{2}, \quad \sin 30° = \frac{1}{2}
]
Тогда:
[
\cos 15° = \left(\frac{\sqrt{2}}{2} \cdot \frac{\sqrt{3}}{2}\right) + \left(\frac{\sqrt{2}}{2} \cdot \frac{1}{2}\right) = \frac{\sqrt{6}}{4} + \frac{\sqrt{2}}{4} = \frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{4}
]
Теперь подставим в теорему синусов:
[
\frac{BC}{\frac{\sqrt{2}}{2}} = \frac{5}{\frac{1}{2}} = \frac{AB}{\frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{4}}
]
Упростим каждую дробь:
[
\frac{BC}{\frac{\sqrt{2}}{2}} = \frac{2BC}{\sqrt{2}} = BC \cdot \sqrt{2}
]
[
\frac{5}{\frac{1}{2}} = 5 \cdot 2 = 10
]
[
\frac{AB}{\frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{4}} = \frac{4AB}{\sqrt{6} + \sqrt{2}}
]
Сравнивая обе части:
[
BC \cdot \sqrt{2} = 10 \quad \Rightarrow \quad BC = \frac{10}{\sqrt{2}} = \frac{10\sqrt{2}}{2} = 5\sqrt{2} \approx 7.07 \text{ см}
]
[
\frac{4AB}{\sqrt{6} + \sqrt{2}} = 10 \quad \Rightarrow \quad AB = \frac{10(\sqrt{6} + \sqrt{2})}{4} = \frac{5(\sqrt{6} + \sqrt{2})}{2} \approx 6.84 \text{ см}
]
Таким образом, длины сторон AB и BC в треугольнике ABC составляют:
- AB ≈ 6.84 см
- BC ≈ 7.07 см