Чтобы найти площадь ромба, нам нужно знать длины его диагоналей. Дано, что сторона ромба равна 15 см, а разность диагоналей равна 6 см. Обозначим диагонали ромба через (d_1) и (d_2), где (d_1 > d_2). Тогда можно записать уравнение:
[d_1 - d_2 = 6.]
Также известно, что диагонали ромба пересекаются под прямым углом и делят друг друга пополам. Это значит, что каждый из четырех образованных треугольников является прямоугольным с гипотенузой, равной стороне ромба, то есть 15 см. Если обозначить половины диагоналей через ( \frac{d_1}{2} ) и ( \frac{d_2}{2} ), то по теореме Пифагора для одного из этих треугольников получим:
[
\left(\frac{d_1}{2}\right)^2 + \left(\frac{d_2}{2}\right)^2 = 15^2.
]
Упростим это уравнение:
[
\frac{d_1^2}{4} + \frac{d_2^2}{4} = 225.
]
Умножим всё уравнение на 4:
[
d_1^2 + d_2^2 = 900.
]
Теперь у нас есть система уравнений:
- (d_1 - d_2 = 6,)
- (d_1^2 + d_2^2 = 900.)
Из первого уравнения выразим (d_1):
[d_1 = d_2 + 6.]
Подставим это выражение во второе уравнение:
[
(d_2 + 6)^2 + d_2^2 = 900.
]
Раскроем скобки:
[d_2^2 + 12d_2 + 36 + d_2^2 = 900.]
Объединим подобные слагаемые:
[2d_2^2 + 12d_2 + 36 = 900.]
Вычтем 36 из обеих сторон уравнения:
[2d_2^2 + 12d_2 = 864.]
Разделим всё уравнение на 2:
[d_2^2 + 6d_2 = 432.]
Решим это квадратное уравнение. Приведём его к стандартному виду:
[d_2^2 + 6d_2 - 432 = 0.]
Используем дискриминант для решения квадратного уравнения. Дискриминант (D) равен:
[D = b^2 - 4ac = 6^2 - 4 \times 1 \times (-432) = 36 + 1728 = 1764.]
Корень из дискриминанта:
[\sqrt{1764} = 42.]
Теперь найдём корни уравнения:
[
d_2 = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{-6 \pm 42}{2}.
]
Получаем два значения:
- (d_2 = \frac{-6 + 42}{2} = 18,)
- (d_2 = \frac{-6 - 42}{2} = -24.)
Так как длина диагонали не может быть отрицательной, берём (d_2 = 18).
Теперь найдём (d_1):
[d_1 = d_2 + 6 = 18 + 6 = 24.]
Теперь, когда у нас есть обе диагонали, найдём площадь ромба. Площадь ромба можно найти по формуле:
[
S = \frac{d_1 \cdot d_2}{2}.
]
Подставим найденные значения диагоналей:
[
S = \frac{24 \cdot 18}{2} = \frac{432}{2} = 216 \text{ см}^2.
]
Таким образом, площадь ромба равна 216 см².