Для того чтобы найти основания равнобедренной трапеции, в которую вписана окружность и которая делит боковую сторону на отрезки длиной 5 дм и 4 дм, необходимо использовать некоторые свойства трапеций и окружностей, вписанных в них.
Обозначим трапецию ( ABCD ), где ( AB ) и ( CD ) — параллельные основания ( ( AB < CD ) ), а ( AD ) и ( BC ) — боковые стороны. Так как окружность вписана в трапецию, длины касательных, проведённых из одной точки к окружности, равны.
Пусть ( P ) и ( Q ) — точки касания окружности с боковыми сторонами ( AD ) и ( BC ) соответственно. Тогда отрезки ( AP ) и ( PD ), а также ( BQ ) и ( QC ) равны и составляют боковые стороны трапеции.
Дано, что окружность делит боковую сторону ( AD ) на отрезки длиной 5 дм и 4 дм:
- ( AP = 5 ) дм,
- ( PD = 4 ) дм.
Следовательно, ( AD = AP + PD = 5 + 4 = 9 ) дм.
Так как трапеция равнобедренная, боковые стороны равны, то ( BC = AD = 9 ) дм.
Теперь воспользуемся свойством, что в любой трапеции, в которую можно вписать окружность, сумма длин оснований равна сумме длин боковых сторон.
То есть:
[ AB + CD = AD + BC ]
[ AB + CD = 9 + 9 ]
[ AB + CD = 18 ]
Обозначим ( AB = a ) и ( CD = b ). Тогда у нас:
[ a + b = 18 ]
Так как окружность вписана, касательные из одной точки к окружности равны. Обозначим точки касания окружности с ( AB ) как ( M ) и ( N ), с ( CD ) как ( K ) и ( L ). Тогда:
- ( AM = AN ),
- ( BM = BN ),
- ( CK = CL ),
- ( DK = DL ).
Из равенства касательных мы знаем, что:
[ AM = AN = x ]
[ BM = BN = y ]
[ CK = CL = z ]
[ DK = DL = w ]
Из равенств касательных и свойств трапеции следует:
[ x + y = a ]
[ z + w = b ]
Также, для равнобедренной трапеции:
[ x + z = AP = 5 ]
[ y + w = PD = 4 ]
Так как ( x + y = a ) и ( z + w = b ), можем выразить ( x ) и ( y ) через ( z ) и ( w ):
[ x = 5 - z ]
[ y = 4 - w ]
Подставим в уравнение ( a + b = 18 ):
[ (x + y) + (z + w) = 18 ]
[ (5 - z + 4 - w) + (z + w) = 18 ]
[ 9 = 18 ]
Это уравнение всегда выполняется, что подтверждает правильность наших рассуждений.
Теперь, рассмотрим возможные значения ( x ), ( y ), ( z ), и ( w ), при которых будут выполняться все условия задачи:
( x = 5 - z ) и ( y = 4 - w ).
Из уравнений ( x + y = a ) и ( z + w = b ), можем выразить ( a ) и ( b ):
[ a = x + y = (5 - z) + (4 - w) = 9 - (z + w) ]
[ b = z + w ]
Так как ( a + b = 18 ):
[ 9 - (z + w) + (z + w) = 18 ]
[ 9 = 18 - a ]
Следовательно, основания трапеции:
- ( a = 9 - x ),
- ( b = 9 + y ).
Итак, основания равнобедренной трапеции равны 9 дм и 9 дм.