Давайте решим задачу, используя теорему Пифагора. Теорема Пифагора гласит, что в прямоугольном треугольнике квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов. Если обозначить катеты как ( a ) и ( b ), а гипотенузу как ( c ), то можно записать:
[ c^2 = a^2 + b^2 ]
В данной задаче известно, что гипотенуза ( c = 20 ) см. Также сказано, что один из катетов больше другого на 4 см. Это можно записать как:
[ a = b + 4 ]
Теперь подставим это выражение в уравнение Пифагора:
[ 20^2 = (b + 4)^2 + b^2 ]
Решим это уравнение:
- Выразим квадрат гипотенузы:
[ 400 = (b + 4)^2 + b^2 ]
- Раскроем скобки:
[ (b + 4)^2 = b^2 + 8b + 16 ]
- Подставим обратно в уравнение:
[ 400 = b^2 + 8b + 16 + b^2 ]
- Объединим подобные члены:
[ 400 = 2b^2 + 8b + 16 ]
- Перенесем все члены уравнения на одну сторону, чтобы получить квадратное уравнение:
[ 2b^2 + 8b + 16 - 400 = 0 ]
[ 2b^2 + 8b - 384 = 0 ]
- Разделим все уравнение на 2, чтобы упростить:
[ b^2 + 4b - 192 = 0 ]
- Решим квадратное уравнение методом дискриминанта:
Дискриминант ( D ) равен:
[ D = b^2 - 4ac = 4^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-192) ]
[ D = 16 + 768 = 784 ]
- Найдем корни уравнения:
[ b = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{-4 \pm \sqrt{784}}{2} ]
[ b = \frac{-4 \pm 28}{2} ]
- Найдем два возможных значения для ( b ):
[ b_1 = \frac{-4 + 28}{2} = \frac{24}{2} = 12 ]
[ b_2 = \frac{-4 - 28}{2} = \frac{-32}{2} = -16 ]
Поскольку длина катета не может быть отрицательной, нам подходит только положительное значение:
[ b = 12 ]
Теперь найдем ( a ):
[ a = b + 4 = 12 + 4 = 16 ]
Таким образом, катеты прямоугольного треугольника равны 12 см и 16 см.