Для решения задачи найдем сначала боковую сторону равнобедренного треугольника, а затем его площадь.
1. Найдем боковую сторону треугольника:
Дан равнобедренный треугольник ( \triangle ABC ), где ( AB = AC = x ) (боковые стороны), ( BC = 18 ) см (основание), и угол ( \angle BAC = 120^\circ ).
Используем теорему косинусов для нахождения боковой стороны ( x ):
[
BC^2 = AB^2 + AC^2 - 2 \cdot AB \cdot AC \cdot \cos(\angle BAC)
]
Подставим известные значения:
[
18^2 = x^2 + x^2 - 2 \cdot x \cdot x \cdot \cos(120^\circ)
]
[
324 = 2x^2 - 2x^2 \cdot (-0.5)
]
[
324 = 2x^2 + x^2
]
[
324 = 3x^2
]
Решим это уравнение для ( x^2 ):
[
x^2 = \frac{324}{3} = 108
]
Следовательно, ( x = \sqrt{108} ).
Упростим:
[
x = \sqrt{36 \times 3} = 6\sqrt{3} \, \text{см}
]
2. Найдем площадь треугольника:
Площадь треугольника можно найти, используя формулу:
[
S = \frac{1}{2} \cdot a \cdot b \cdot \sin C
]
Где ( a = AB = 6\sqrt{3} ), ( b = AC = 6\sqrt{3} ), и угол ( C = \angle BAC = 120^\circ ).
[
S = \frac{1}{2} \cdot 6\sqrt{3} \cdot 6\sqrt{3} \cdot \sin(120^\circ)
]
[
S = \frac{1}{2} \cdot 108 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2}
]
[
S = \frac{108 \cdot \sqrt{3}}{4}
]
[
S = 27\sqrt{3} \, \text{см}^2
]
Таким образом, боковая сторона равнобедренного треугольника равна ( 6\sqrt{3} \, \text{см} ), а площадь треугольника равна ( 27\sqrt{3} \, \text{см}^2 ).