Чтобы найти площадь равнобедренной трапеции, нужно сначала определить высоту трапеции. Дано, что основания трапеции равны ( a = 4 ) и ( b = 16 ), а периметр равен 40.
Обозначим длины боковых сторон трапеции через ( c ). Поскольку трапеция равнобедренная, боковые стороны равны, и периметр выражается как:
[ P = a + b + 2c ]
Подставим известные значения:
[ 40 = 4 + 16 + 2c ]
Решим уравнение для ( c ):
[ 40 = 20 + 2c ]
[ 20 = 2c ]
[ c = 10 ]
Теперь нужно найти высоту трапеции ( h ). Рассмотрим трапецию и опустим перпендикуляры из верхних углов на нижнее основание. Эти перпендикуляры разобьют нижнее основание на три отрезка: двумя из них будут нижние основания прямоугольных треугольников при основании трапеции, а третий отрезок будет равен верхнему основанию трапеции ( a = 4 ).
Обозначим длины отрезков на нижнем основании, которые являются основаниями прямоугольных треугольников, через ( x ). Тогда:
[ x + 4 + x = 16 ]
[ 2x + 4 = 16 ]
[ 2x = 12 ]
[ x = 6 ]
Теперь у нас есть два прямоугольных треугольника с основанием ( 6 ) и гипотенузой ( 10 ). Используем теорему Пифагора для нахождения высоты ( h ):
[ 10^2 = 6^2 + h^2 ]
[ 100 = 36 + h^2 ]
[ h^2 = 64 ]
[ h = 8 ]
Теперь можем найти площадь трапеции ( S ) по формуле:
[ S = \frac{1}{2} \times (a + b) \times h ]
Подставим известные значения:
[ S = \frac{1}{2} \times (4 + 16) \times 8 ]
[ S = \frac{1}{2} \times 20 \times 8 ]
[ S = 10 \times 8 ]
[ S = 80 ]
Таким образом, площадь данной равнобедренной трапеции равна 80 квадратных единиц.