Для решения этой задачи обозначим стороны прямоугольника как ( x ) и ( y ), где ( y = x - 3 ) (поскольку одна из сторон на 3 см меньше другой). Диагональ прямоугольника, согласно теореме Пифагора, связана с его сторонами следующим образом:
[
d = \sqrt{x^2 + y^2}
]
Где ( d ) – длина диагонали, равная 15 см. Подставим значение диагонали в уравнение:
[
15 = \sqrt{x^2 + y^2}
]
Возведем обе части уравнения в квадрат, чтобы избавиться от квадратного корня:
[
225 = x^2 + y^2
]
Теперь подставим в это уравнение выражение для ( y ):
[
225 = x^2 + (x - 3)^2
]
Раскроем скобки:
[
225 = x^2 + (x^2 - 6x + 9)
]
Сложим подобные члены:
[
225 = 2x^2 - 6x + 9
]
Перенесем все члены на одну сторону уравнения:
[
2x^2 - 6x + 9 - 225 = 0
]
Получаем квадратное уравнение:
[
2x^2 - 6x - 216 = 0
]
Упростим уравнение, разделив все его члены на 2:
[
x^2 - 3x - 108 = 0
]
Теперь решим это квадратное уравнение. Найдем дискриминант ( D ):
[
D = b^2 - 4ac = (-3)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-108) = 9 + 432 = 441
]
Дискриминант положительный, следовательно, у уравнения есть два действительных корня. Найдем их:
[
x_{1,2} = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{3 \pm \sqrt{441}}{2}
]
[
x_{1,2} = \frac{3 \pm 21}{2}
]
Получаем два значения для ( x ):
[
x_1 = \frac{3 + 21}{2} = 12
]
[
x_2 = \frac{3 - 21}{2} = -9
]
Отрицательное значение для длины стороны невозможно, поэтому ( x = 12 ).
Теперь найдем ( y ):
[
y = x - 3 = 12 - 3 = 9
]
Итак, стороны прямоугольника равны 12 см и 9 см.