Вот как рассуждаем. Центр вписанной окружности лежит на высоте-медиане-биссектрисе, проведенной к основанию равнобедренного треугольника и делит высоту (она же медиана и биссектриса) в пропорции 2:1 (ну, ясно, что отрезок высоты от центра до стороны - это радиус вписанной окружности, раз он перпендикулярен стороне, этот отрезок <span>3*√3, а вся высота 9*<span>√3</span></span>).
Поэтому центр вписанной окружности совпадает с точкой пересечения медиан. По свойству биссектрисы это сразу значает, что стороны попарно равны (поскольку биссектрисы совпадают с медианами, они делят стороны в пропорции 1:1, равной отношению сторон).
Итак, треугольник РАВНОСТОРОННИЙ. Это позволяет найти сторону треугольника и площадь. Пусть сторона равна а. Тогда высота равна a*<span>√3/2 = 9*<span>√3, а = 18.</span></span>
<span><span>Площадь равна S = a*h/2 = 18*9*<span>√3/2 = 81*<span>√3</span></span></span></span>
В этом случае вписанный угол (вершина которого - это первая из указанных в задаче вершин) опирается на на диаметр окружности, а значит на полуокружность. Полуокружность = 180 градусов. Вписанный угол равен половине дуги окружности, на которую он опирается (известная теорема). Поэтому данный вписанный угол = 180 градусов : 2 = 90 градусов. То есть один из углов треугольника - прямой, а значит треугольник прямоугольный.
В прикрепленном файле показан "вид сверху" на прямоугольник MNBA. Треугольник АВС наклонен (вершина С БЛИЖЕ к нам, чем плоскость прямоугольника) Размеры взяты в скобки, потому что соответствуют наклонным отрезкам. Рядом показан вид сбоку, на треугольник ВСМ.
Задачка упрощается благодаря тому, что 5,12,13 - пифагоровы числа, то есть АВС - прямоугольный тр-к, то есть проекция С1 лежит на BN (я сразу так и нарисовал). Нам надо найти угол СВМ в треугольнике СВМ, это и будет искомый двугранный угол (плоскость СВМ перпендикулярна АВ, потому что АВС - прямоугольный треугольник, а МВ - по условию, MNBA - прямоугольник).
Но СВМ - тоже прямоугольный треугольник (стороны 9, 12 и 15, опять пифагоровы числа). Поэтому, сразу ответ -
arcsin(3/5)
Если бы С1 не попадала на сторону ВМ, и если бы СМВ тоже не был бы прямоугольным, задача усложнялась бы, но не так, чтобы очень :) - всё сводилось бы к применению теоремы косинусов в двух треугольниках с заданными сторонами.
AB=√(0-3)²+(6-3)²=√(9+9)=√18=3√2
BC=√(4-0)²+(2-6)²=√(16+16)=√32=4√2
AC=√(4-3)²+(2-9)²=√(1+49)=√50=5√2
По теореме косинусов найдем угол А и <B
сosA=(AB²+AC²-BC²)/2AB*AC
cosA=(18+50-32)/2*3√2*5√2=36/60=0,6
<A≈53
cosB=(AB²+BC²-AC²)/2AB*BC
cosB=(18+32-50)/2*3√2*4√2=0
<B=90
<C=180-(<A+<B)=180-(53+90)=37
Пусть ABCD-прямоуг., тогда BD и АС- его диагонали
уголАОD=углуВОС=120 (вертик)
уголВОА= (360-120-120):2=60
ВОА-равностор.треуг. (если один угол в треуг.=60, значит и другие =60)
ВО=АВ=9
ОD=OB=9
BD=BO+OD=9+9=<u>18</u>