Давай решим эту задачу по геометрии шаг за шагом.
1. Угол \(MAC\)
В равностороннем треугольнике все углы равны 60 градусам. Угол \(MAC\) является углом равностороннего треугольника \(ABC\).
\(\angle MAC = 60^\circ\)
2. Расстояние от точки \(M\) до стороны \(AC\)
Поскольку \(ABC\) – равносторонний треугольник, то \(BM\) является не только медианой, но и высотой. Следовательно, \(BM\) перпендикулярна \(AC\).
Рассмотрим прямоугольный треугольник \(AMB\). В нём \(AM\) – гипотенуза, а расстояние от точки \(M\) до \(AC\) – это катет, который можно найти, зная, что \(BM\) является высотой и медианой.
Опустим перпендикуляр из точки \(M\) на сторону \(AC\), назовём точку пересечения \(H\). Тогда \(MH\) – искомое расстояние.
Так как \(M\) – середина \(BC\), то \(MH\) является средней линией треугольника \(ABC\), и она равна половине высоты \(AB\).
Чтобы найти высоту \(BM\), можно воспользоваться теоремой Пифагора для треугольника \(AMB\):
\(AB^2 = AM^2 + BM^2\)
Но нам нужно найти \(MH\).
Так как \(MH\) – средняя линия треугольника \(BCH\), то \(MH = \frac{1}{2}BH\).
Найдём высоту \(BH\) равностороннего треугольника. Пусть сторона треугольника равна \(a\).
\(AM = 21\) (дано)
Так как \(AM\) – медиана, то \(MC = \frac{a}{2}\).
Применим теорему косинусов для треугольника \(AMC\):
\(AM^2 = AC^2 + MC^2 - 2 \cdot AC \cdot MC \cdot \cos(60^\circ)\)
\(21^2 = a^2 + (\frac{a}{2})^2 - 2 \cdot a \cdot \frac{a}{2} \cdot \frac{1}{2}\)
\(441 = a^2 + \frac{a^2}{4} - \frac{a^2}{2}\)
\(441 = \frac{4a^2 + a^2 - 2a^2}{4}\)
\(441 = \frac{3a^2}{4}\)
\(a^2 = \frac{441 \cdot 4}{3}\)
\(a^2 = 147 \cdot 4\)
\(a = \sqrt{147 \cdot 4} = 2 \sqrt{147} = 2 \sqrt{49 \cdot 3} = 2 \cdot 7 \sqrt{3} = 14 \sqrt{3}\)
Теперь найдём высоту \(BH\) (она же \(BM\)):
\(BH = \frac{a \sqrt{3}}{2} = \frac{14 \sqrt{3} \cdot \sqrt{3}}{2} = \frac{14 \cdot 3}{2} = 7 \cdot 3 = 21\)
Теперь найдём \(MH\):
\(MH = \frac{1}{2}BH = \frac{21}{2} = 10.5\)
Итак, расстояние от точки \(M\) до стороны \(AC\) равно 10.5 см.
Ответ:
1. \(\angle MAC = 60^\circ\)
2. Расстояние от точки \(M\) до стороны \(AC\) равно 10.5 см.
Убрать каракули