Для решения задачи рассмотрим прямоугольник (KLMN) с вершинами (K), (L), (M), и (N) расположенными в порядке обхода. Пусть (K) имеет координаты ((0, 0)), (L) имеет координаты ((a, 0)), (M) имеет координаты ((a, b)), и (N) имеет координаты ((0, b)).
Диагональ (KM) соединяет точки (K(0, 0)) и (M(a, b)). Середина диагонали (KM) имеет координаты (\left(\frac{a}{2}, \frac{b}{2}\right)).
Прямая, перпендикулярная диагонали (KM) и проходящая через её середину, будет иметь уравнение вида:
[ y - \frac{b}{2} = -\frac{a}{b} \left( x - \frac{a}{2} \right) ]
Упростим уравнение:
[ y - \frac{b}{2} = -\frac{a}{b} x + \frac{a^2}{2b} ]
[ y = -\frac{a}{b} x + \frac{a^2}{2b} + \frac{b}{2} ]
Теперь найдем точки пересечения этой прямой с сторонами (KL) и (MN).
Для стороны (KL) (где (y = 0)):
[ 0 = -\frac{a}{b} x + \frac{a^2}{2b} + \frac{b}{2} ]
[ \frac{a}{b} x = \frac{a^2}{2b} + \frac{b}{2} ]
[ x = \frac{a^2 + b^2}{2a} ]
Точка (A) на стороне (KL) имеет координаты (\left(\frac{a^2 + b^2}{2a}, 0\right)).
Для стороны (MN) (где (y = b)):
[ b = -\frac{a}{b} x + \frac{a^2}{2b} + \frac{b}{2} ]
[ \frac{a}{b} x = \frac{a^2}{2b} + \frac{b}{2} - b ]
[ \frac{a}{b} x = \frac{a^2 - b^2}{2b} ]
[ x = \frac{a^2 - b^2}{2a} ]
Точка (B) на стороне (MN) имеет координаты (\left(\frac{a^2 - b^2}{2a}, b\right)).
Теперь нам нужно найти длину отрезка (AB):
[ A \left( \frac{a^2 + b^2}{2a}, 0 \right) ]
[ B \left( \frac{a^2 - b^2}{2a}, b \right) ]
Длина отрезка (AB) определяется как:
[ AB = \sqrt{ \left( \frac{a^2 + b^2}{2a} - \frac{a^2 - b^2}{2a} \right)^2 + \left( 0 - b \right)^2 } ]
[ AB = \sqrt{ \left( \frac{a^2 + b^2 - a^2 + b^2}{2a} \right)^2 + b^2 } ]
[ AB = \sqrt{ \left( \frac{2b^2}{2a} \right)^2 + b^2 } ]
[ AB = \sqrt{ \left( \frac{b^2}{a} \right)^2 + b^2 } ]
[ AB = \sqrt{ \frac{b^4}{a^2} + b^2 } ]
[ AB = \sqrt{ b^2 \left( \frac{b^2}{a^2} + 1 \right) } ]
[ AB = b \sqrt{ \frac{b^2}{a^2} + 1 } ]
[ AB = b \sqrt{ \frac{b^2 + a^2}{a^2} } ]
[ AB = \frac{b \sqrt{b^2 + a^2}}{a} ]
По условию задачи известно, что ( AB = 6 ) см, отсюда:
[ \frac{b \sqrt{b^2 + a^2}}{a} = 6 ]
Также известно, что ( BM = 6 ) см. У нас есть два уравнения:
[ \frac{b \sqrt{b^2 + a^2}}{a} = 6 ]
[ b = 6 ]
Подставим ( b = 6 ) во второе уравнение:
[ 6 \sqrt{ 36 + a^2 } = 6a ]
[ \sqrt{ 36 + a^2 } = a ]
[ 36 + a^2 = a^2 ]
[ 36 = a^2 ]
[ a = 6 ]
Таким образом, большая сторона прямоугольника равна ( 6 ) см.