Для решения задачи найдем катеты прямоугольного треугольника с гипотенузой 15 см, при условии, что один катет на 3 см меньше другого.
Обозначим один катет через ( x ). Тогда другой катет будет равен ( x - 3 ).
Согласно теореме Пифагора, в прямоугольном треугольнике сумма квадратов катетов равна квадрату гипотенузы. Запишем это уравнение:
[ x^2 + (x - 3)^2 = 15^2 ]
Раскроем скобки и упростим выражение:
[ x^2 + (x^2 - 6x + 9) = 225 ]
Сложим подобные члены:
[ 2x^2 - 6x + 9 = 225 ]
Перенесем все члены на одну сторону уравнения, чтобы получить стандартное квадратное уравнение:
[ 2x^2 - 6x + 9 - 225 = 0 ]
[ 2x^2 - 6x - 216 = 0 ]
Для удобства упростим уравнение, разделив все члены на 2:
[ x^2 - 3x - 108 = 0 ]
Теперь решим это квадратное уравнение. Для этого найдем дискриминант:
[ D = b^2 - 4ac ]
где ( a = 1 ), ( b = -3 ), ( c = -108 ):
[ D = (-3)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-108) ]
[ D = 9 + 432 ]
[ D = 441 ]
Корень квадратный из дискриминанта:
[ \sqrt{D} = \sqrt{441} = 21 ]
Теперь применим формулу для нахождения корней квадратного уравнения:
[ x_{1,2} = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} ]
[ x_{1,2} = \frac{3 \pm 21}{2} ]
Найдем оба корня:
[ x_1 = \frac{3 + 21}{2} = \frac{24}{2} = 12 ]
[ x_2 = \frac{3 - 21}{2} = \frac{-18}{2} = -9 ]
Поскольку длина катета не может быть отрицательной, оставляем только положительное значение ( x = 12 ).
Таким образом, один катет равен 12 см. Второй катет, который на 3 см меньше, равен:
[ 12 - 3 = 9 \, \text{см} ]
Итак, катеты прямоугольного треугольника равны 12 см и 9 см.