Для решения задачи найдем длину стороны ( CM ) в треугольнике ( CDM ), где ( CD = 10 ) см, угол ( D = 45^\circ ) и угол ( M = 60^\circ ). Сначала определим третий угол ( C ) треугольника, используя сумму углов треугольника:
[
\angle C = 180^\circ - \angle D - \angle M = 180^\circ - 45^\circ - 60^\circ = 75^\circ
]
Теперь у нас есть все углы треугольника ( CDM ) и одна сторона. Для нахождения длины стороны ( CM ) можно использовать теорему синусов, которая гласит, что в любом треугольнике стороны пропорциональны синусам противолежащих углов:
[
\frac{CD}{\sin \angle C} = \frac{CM}{\sin \angle D}
]
Подставим известные значения в эту пропорцию:
[
\frac{10}{\sin 75^\circ} = \frac{CM}{\sin 45^\circ}
]
Теперь нам нужно найти значения синусов углов:
[
\sin 75^\circ = \sin (45^\circ + 30^\circ) = \sin 45^\circ \cos 30^\circ + \cos 45^\circ \sin 30^\circ = \frac{\sqrt{2}}{2} \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{\sqrt{2}}{2} \cdot \frac{1}{2} = \frac{\sqrt{6}}{4} + \frac{\sqrt{2}}{4} = \frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{4}
]
[
\sin 45^\circ = \frac{\sqrt{2}}{2}
]
Подставим эти значения в пропорцию:
[
\frac{10}{\frac{\sqrt{6} + \sqrt{2}}{4}} = \frac{CM}{\frac{\sqrt{2}}{2}}
]
Упростим это уравнение:
[
10 \cdот \frac{4}{\sqrt{6} + \sqrt{2}} = CM \cdot \frac{2}{\sqrt{2}}
]
[
40 \cdot \frac{1}{\sqrt{6} + \sqrt{2}} = CM \cdot \sqrt{2}
]
Домножим числитель и знаменатель на сопряженное выражение (\sqrt{6} - \sqrt{2}), чтобы избавиться от иррациональности в знаменателе:
[
\frac{40 (\sqrt{6} - \sqrt{2})}{(\sqrt{6} + \sqrt{2})(\sqrt{6} - \sqrt{2})} = CM \cdot \sqrt{2}
]
[
\frac{40 (\sqrt{6} - \sqrt{2})}{6 - 2} = CM \cdot \sqrt{2}
]
[
\frac{40 (\sqrt{6} - \sqrt{2})}{4} = CM \cdot \sqrt{2}
]
[
10 (\sqrt{6} - \sqrt{2}) = CM \cdot \sqrt{2}
]
Разделим обе стороны на (\sqrt{2}):
[
CM = \frac{10 (\sqrt{6} - \sqrt{2})}{\sqrt{2}}
]
Упростим выражение:
[
CM = 10 \left(\frac{\sqrt{6}}{\sqrt{2}} - \frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}}\right) = 10 (\sqrt{3} - 1)
]
Таким образом, длина стороны ( CM ) равна ( 10 (\sqrt{3} - 1) ) см.