Рассмотрим прямоугольник с длиной сторон ( a ) и ( b ), где ( a = b + 4 ) см.
Поскольку точка пересечения диагоналей прямоугольника делит каждую диагональ пополам и является серединой, мы можем воспользоваться свойствами прямоугольников и треугольников.
Диагонали прямоугольника равны и пересекаются под прямым углом, образуя четыре прямоугольных треугольника. Рассмотрим один из таких треугольников. Пусть точка пересечения диагоналей находится в точке ( O ). Тогда ( O ) — это середина диагонали, и расстояние от ( O ) до каждой из сторон будет равно половине высоты соответствующего прямоугольного треугольника.
Обозначим эти расстояния как ( d1 ) и ( d2 ), где ( d1 ) — расстояние от точки ( O ) до стороны ( a ), а ( d2 ) — расстояние от точки ( O ) до стороны ( b ). По условию задачи, сумма этих расстояний равна 14 см:
[ d1 + d2 = 14 \text{ см} ]
В правом треугольнике, образованном диагональю, катетами будут ( \frac{a}{2} ) и ( \frac{b}{2} ), а гипотенузой будет половина диагонали прямоугольника. Применяя теорему Пифагора, можно найти длину диагонали:
[ \left( \frac{a}{2} \right)^2 + \left( \frac{b}{2} \right)^2 = \left( \frac{d}{2} \right)^2 ]
где ( d ) — длина диагонали прямоугольника.
Теперь выразим это уравнение в терминах ( a ) и ( b ):
[ \frac{a^2}{4} + \frac{b^2}{4} = \frac{d^2}{4} ]
[ a^2 + b^2 = d^2 ]
Так как ( a = b + 4 ), подставим это в уравнение:
[ (b + 4)^2 + b^2 = d^2 ]
[ b^2 + 8b + 16 + b^2 = d^2 ]
[ 2b^2 + 8b + 16 = d^2 ]
Также, учитывая, что сумма расстояний от точки пересечения диагоналей до сторон равна 14 см:
[ \frac{a}{2} + \frac{b}{2} = 14 ]
[ \frac{b + 4}{2} + \frac{b}{2} = 14 ]
[ \frac{2b + 4}{2} = 14 ]
[ b + 2 = 14 ]
[ b = 12 ]
Теперь подставим значение ( b ) в выражение для ( a ):
[ a = b + 4 = 12 + 4 = 16 ]
Теперь вычислим длину диагонали:
[ d^2 = a^2 + b^2 = 16^2 + 12^2 ]
[ d^2 = 256 + 144 ]
[ d^2 = 400 ]
[ d = \sqrt{400} ]
[ d = 20 \text{ см} ]
Таким образом, длина диагонали прямоугольника равна 20 см.