Конечно, давайте решим эту задачу.
Дано:
- ABCD — трапеция
- BC = 16 см (верхнее основание)
- AD = 20 см (нижнее основание)
- S(ΔACD) = 60 см²
Нужно найти площадь трапеции ABCD (S_ABCD).
Шаг 1: Рассмотрим треугольник ACD. Нам известна его площадь (S(ΔACD) = 60 см²) и длины оснований трапеции AD и BC.
Шаг 2: Вспомним формулу для площади треугольника через основание и высоту:
[ S = \frac{1}{2} \times \text{основание} \times \text{высота} ]
Для треугольника ACD основание — это AD (20 см). Обозначим высоту треугольника через h₁:
[ 60 = \frac{1}{2} \times 20 \times h₁ ]
[ 60 = 10 \times h₁ ]
[ h₁ = 6 \text{ см} ]
Шаг 3: Теперь рассмотрим треугольник BCD. Поскольку BC является верхним основанием трапеции, высота треугольника BCD будет равна разности высот треугольников (h₁) и общей высоты трапеции (h). Обозначим высоту трапеции через h.
Шаг 4: Обозначим площадь треугольника BCD как S(ΔBCD) и используем формулу для площади треугольника:
[ S(ΔBCD) = \frac{1}{2} \times BC \times h₂ ]
где h₂ — высота треугольника BCD. Поскольку h₂ = h - h₁, то:
[ S(ΔBCD) = \frac{1}{2} \times 16 \times (h - 6) ]
Шаг 5: Площадь трапеции ABCD может быть найдена как сумма площадей треугольников ACD и BCD. Обозначим SABCD как площадь трапеции:
[ S{ABCD} = S{ΔACD} + S{ΔBCD} ]
Подставив известные значения, получаем:
[ S_{ABCD} = 60 + \left( \frac{1}{2} \times 16 \times (h - 6) \right) ]
Шаг 6: Теперь найдем общую высоту трапеции h. Площадь трапеции также можно выразить через основания и высоту:
[ S_{ABCD} = \frac{1}{2} \times (AD + BC) \times h ]
[ 60 + \left( \frac{1}{2} \times 16 \times (h - 6) \right) = \frac{1}{2} \times (20 + 16) \times h ]
[ 60 + 8(h - 6) = 18h ]
[ 60 + 8h - 48 = 18h ]
[ 12 + 8h = 18h ]
[ 12 = 10h ]
[ h = 1.2 \text{ см} ]
Шаг 7: Подставляем значение h в формулу для площади трапеции:
[ S{ABCD} = \frac{1}{2} \times (20 + 16) \times 6 ]
[ S{ABCD} = \frac{1}{2} \times 36 \times 6 ]
[ S{ABCD} = 18 \times 6 ]
[ S{ABCD} = 108 \text{ см}^2 ]
Таким образом, площадь трапеции ABCD равна 108 см².