Упр.15.24 ГДЗ Мордковича 10 класс профильный уровень (Алгебра)
Использовав равнобедренный треугольник с углом $$36^\circ$$ при вершине, вычислите $$\sin 18^\circ$$, $$\cos 18^\circ$$, $$\sin 36^\circ$$, $$\cos 36^\circ$$.
Указание. Проведите биссектрису угла при основании треугольника.
Пусть дан равнобедренный треугольник $$ABC$$, в котором $$AB=BC=1$$ и $$\angle B=36^\circ$$. Проведём биссектрису угла при основании $$AD$$ и высоту $$BH$$.
Тогда $$\angle A=\angle C=\frac{180^\circ-36^\circ}{2}=72^\circ$$, а так как $$AD$$ — биссектриса, то
$$\angle BAD=\angle DAC=36^\circ.$$
Треугольники $$ABD$$ и $$ACD$$ равнобедренные, значит
$$AD=BD,\qquad AC=AD.$$
Обозначим $$AC=x$$. Тогда $$BD=x$$, $$CD=BC-BD=1-x$$. По теореме о биссектрисе:
$$\frac{AC}{AB}=\frac{CD}{BD}$$
$$\frac{x}{1}=\frac{1-x}{x}$$
$$x^2=1-x$$
$$x^2+x-1=0.$$
Отсюда
$$x=\frac{-1+\sqrt5}{2}$$
(отрицательный корень не подходит).
Так как $$BH$$ — высота равнобедренного треугольника, то она является также медианой и биссектрисой, значит
$$\angle ABH=\frac{36^\circ}{2}=18^\circ,$$
$$AH=HC=\frac{AC}{2}=\frac{x}{2}=\frac{\sqrt5-1}{4}.$$
В прямоугольном треугольнике $$ABH$$:
$$\sin 18^\circ=\frac{AH}{AB}=\frac{\sqrt5-1}{4}.$$
Тогда
$$\cos 18^\circ=\sqrt{1-\sin^2 18^\circ}=\sqrt{1-\left(\frac{\sqrt5-1}{4}\right)^2}=\frac{\sqrt{10+2\sqrt5}}{4}.$$
Теперь найдём $$\cos 36^\circ$$ по теореме косинусов в треугольнике $$ABC$$:
$$AC^2=AB^2+BC^2-2\cdot AB\cdot BC\cdot \cos 36^\circ,$$
$$x^2=1^2+1^2-2\cos 36^\circ,$$
$$\cos 36^\circ=\frac{2-x^2}{2}.$$
Подставим $$x=\frac{\sqrt5-1}{2}$$:
$$\cos 36^\circ=\frac{2-\left(\frac{\sqrt5-1}{2}\right)^2}{2}=\frac{\sqrt5+1}{4}.$$
Так как $$36^\circ$$ — угол первой четверти, то
$$\sin 36^\circ=\sqrt{1-\cos^2 36^\circ}=\sqrt{1-\left(\frac{\sqrt5+1}{4}\right)^2}=\frac{\sqrt{10-2\sqrt5}}{4}.$$
Ответ: $$\sin 18^\circ=\frac{\sqrt5-1}{4},\ \cos 18^\circ=\frac{\sqrt{10+2\sqrt5}}{4},\ \sin 36^\circ=\frac{\sqrt{10-2\sqrt5}}{4},\ \cos 36^\circ=\frac{\sqrt5+1}{4}.$$









