Для начала, давайте разберём данное условие:
- Боковая сторона треугольника равна 10.
- Основание треугольника равно (5(\sqrt{6} - \sqrt{2})).
- Угол, лежащий напротив основания, равен 30 градусам.
Мы будем использовать тригонометрические свойства и теорему синусов, чтобы найти площадь треугольника.
- Разделим треугольник на два прямоугольных треугольника:
Поскольку треугольник равнобедренный и угол напротив основания равен 30 градусам, каждый из углов при основании составляет ( \frac{180^\circ - 30^\circ}{2} = 75^\circ ).
Проведем высоту из вершины противоположной основанию. Эта высота разделит треугольник на два равных прямоугольных треугольника, каждый с углами 30°, 60° и 90°. Высота будет являться медианой и биссектрисой, а также делить основание пополам.
- Найдём длину высоты и половину основания:
Половина основания будет равна ( \frac{5(\sqrt{6} - \sqrt{2})}{2} = \frac{5(\sqrt{6} - \sqrt{2})}{2} ).
Высота ( h ) в прямоугольном треугольнике с гипотенузой 10 и половиной основанием как одним из катетов, найдём по формуле для синуса:
[ \sin(30^\circ) = \frac{\text{половина основания}}{гипотенуза} ]
[ \frac{1}{2} = \frac{\frac{5}{2}(\sqrt{6} - \sqrt{2})}{10} ]
[ \frac{1}{2} = \frac{5(\sqrt{6} - \sqrt{2})}{20} ]
[ 10 = 5(\sqrt{6} - \sqrt{2}) ]
Это верное уравнение.
Теперь выразим высоту ( h ):
[ h = \sqrt{10^2 - \left( \frac{5(\sqrt{6} - \sqrt{2})}{2} \right)^2} ]
Вычислим выражение:
[ = \sqrt{100 - \left( \frac{5(\sqrt{6} - \sqrt{2})}{2} \right)^2} ]
[ = \sqrt{100 - \left( \frac{25(6 + 2 - 2\sqrt{12})}{4} \right)} ]
[ = \sqrt{100 - \left( \frac{25(8 - 2\sqrt{12})}{4} \right)} ]
[ = \sqrt{100 - \left( \frac{25(4 - \sqrt{12})}{2} \right)} ]
[ = \sqrt{100 - \left( \frac{100 - 25\sqrt{12}}{2} \right)} ]
[ = \sqrt{100 - (50 - 12.5\sqrt{12})} ]
[ = \sqrt{100 - 50 + 12.5\sqrt{12}} ]
[ = \sqrt{50 + 12.5\sqrt{12}} ]
- Найдём площадь треугольника:
Площадь треугольника равна половине произведения основания на высоту:
[ S = \frac{1}{2} \times основание \times высота ]
[ S = \frac{1}{2} \times 5(\sqrt{6} - \sqrt{2}) \times \sqrt{50 + 12.5\sqrt{12}} ]
В данном случае проще воспользоваться альтернативным методом нахождения площади через синусы:
[ S = \frac{1}{2} \times 10 \times 10 \times \sin(30^\circ) ]
[ \sin(30^\circ) = \frac{1}{2} ]
[ S = \frac{1}{2} \times 10 \times 10 \times \frac{1}{2} ]
[ S = \frac{1}{2} \times 50 ]
[ S = 25 ]
Таким образом, площадь данного равнобедренного треугольника равна 25 квадратных единиц.