Рассмотрим прямоугольник с диагональю, равной 13 см, и площадью, равной 60 см². Обозначим стороны прямоугольника через ( a ) и ( b ).
Для начала, используем теорему Пифагора. Так как диагональ прямоугольника является гипотенузой прямоугольного треугольника, стороны которого ( a ) и ( b ), то:
[ a^2 + b^2 = 13^2 ]
[ a^2 + b^2 = 169 ]
Также известно, что площадь прямоугольника равна 60 см²:
[ a \cdot b = 60 ]
Теперь у нас есть система уравнений:
- ( a^2 + b^2 = 169 )
- ( a \cdot b = 60 )
Для решения этой системы уравнений, выразим ( b ) через ( a ) из второго уравнения:
[ b = \frac{60}{a} ]
Подставим это выражение в первое уравнение:
[ a^2 + \left( \frac{60}{a} \right)^2 = 169 ]
Упростим уравнение:
[ a^2 + \frac{3600}{a^2} = 169 ]
Умножим все уравнение на ( a^2 ), чтобы избавиться от дроби:
[ a^4 + 3600 = 169a^2 ]
Перенесем все члены уравнения в одну сторону:
[ a^4 - 169a^2 + 3600 = 0 ]
Обозначим ( x = a^2 ). Тогда уравнение примет вид:
[ x^2 - 169x + 3600 = 0 ]
Это квадратное уравнение, решим его с помощью дискриминанта:
[ D = 169^2 - 4 \cdot 3600 ]
[ D = 28561 - 14400 ]
[ D = 14161 ]
Корни уравнения можно найти по формуле:
[ x_{1,2} = \frac{169 \pm \sqrt{14161}}{2} ]
Посчитаем корни:
[ \sqrt{14161} = 119 ]
[ x_1 = \frac{169 + 119}{2} = \frac{288}{2} = 144 ]
[ x_2 = \frac{169 - 119}{2} = \frac{50}{2} = 25 ]
Таким образом, ( a^2 ) может быть равно 144 или 25:
Если ( a^2 = 144 ), то ( a = 12 ), и тогда ( b = \frac{60}{12} = 5 ).
Если ( a^2 = 25 ), то ( a = 5 ), и тогда ( b = \frac{60}{5} = 12 ).
В обоих случаях стороны прямоугольника равны 12 см и 5 см.
Теперь найдем периметр прямоугольника:
[ P = 2(a + b) = 2(12 + 5) = 2 \cdot 17 = 34 \text{ см} ]
Таким образом, периметр прямоугольника равен 34 см.