Давайте разберём задачу шаг за шагом.
У нас есть треугольник, у которого:
- Одна из сторон треугольника на 3 см больше другой.
- Угол между этими сторонами равен 60 градусам.
- Третья сторона равна 7 см.
Обозначим стороны треугольника как (a), (b) и (c), где:
- (a) и (b) — стороны, между которыми угол 60 градусов.
- (c = 7) см — третья сторона.
Пусть (a = x) и (b = x + 3).
Теперь используем теорему косинусов, которая для треугольника с углом (\gamma) между сторонами (a) и (b) имеет вид:
[
c^2 = a^2 + b^2 - 2ab \cdot \cos(\gamma)
]
Подставим известные значения:
[
7^2 = x^2 + (x + 3)^2 - 2 \cdot x \cdot (x + 3) \cdot \cos(60^\circ)
]
Так как (\cos(60^\circ) = 0.5), уравнение становится:
[
49 = x^2 + (x + 3)^2 - x(x + 3)
]
Раскроем скобки и упростим выражение:
[
49 = x^2 + (x^2 + 6x + 9) - x^2 - 1.5x^2 - 4.5x
]
[
49 = 2x^2 + 6x + 9 - 1.5x^2 - 4.5x
]
Соберём все члены:
[
49 = 0.5x^2 + 1.5x + 9
]
Перенесём все члены на одну сторону уравнения:
[
0.5x^2 + 1.5x + 9 - 49 = 0
]
[
0.5x^2 + 1.5x - 40 = 0
]
Умножим всё уравнение на 2 для удобства:
[
x^2 + 3x - 80 = 0
]
Решим это квадратное уравнение, используя дискриминант:
Дискриминант (D = b^2 - 4ac = 3^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-80) = 9 + 320 = 329).
Найдём корни уравнения по формуле:
[
x = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{-3 \pm \sqrt{329}}{2}
]
Так как стороны треугольника должны быть положительными, берём положительный корень:
[
x = \frac{-3 + \sqrt{329}}{2}
]
Теперь найдём периметр треугольника:
[
P = a + b + c = x + (x + 3) + 7 = 2x + 10
]
Подставим найденное значение для (x):
[
P = 2 \left(\frac{-3 + \sqrt{329}}{2}\right) + 10 = -3 + \sqrt{329} + 10 = \sqrt{329} + 7
]
Таким образом, периметр треугольника равен ( \sqrt{329} + 7 ) см.