Давайте разберём эту задачу подробно.
Нам дан квадрат, который разбит на два прямоугольника. Известны периметры этих прямоугольников: ( P_1 = 10 ) и ( P_2 = 20 ). Нужно найти периметр квадрата.
1. Основные свойства квадрата
Квадрат — это четырёхугольник с равными сторонами. Обозначим длину стороны квадрата через ( a ). Тогда периметр квадрата равен:
[
P_{\text{квадрата}} = 4a.
]
2. Разбиение квадрата
Квадрат разбит на два прямоугольника. Это значит, что общая длина или ширина квадрата (в зависимости от направления разбиения) совпадает с длиной стороны квадрата ( a ).
Предположим, что квадрат разделён вертикальной линией на два прямоугольника. Один прямоугольник имеет стороны ( x ) и ( a ), а другой — стороны ( y ) и ( a ), где ( x + y = a ).
3. Периметры прямоугольников
Периметр прямоугольника вычисляется по формуле:
[
P = 2 \cdot (\text{длина} + \text{ширина}).
]
Для первого прямоугольника с периметром ( P_1 = 10 ):
[
2 \cdot (x + a) = 10.
]
Упростим:
[
x + a = 5. \tag{1}
]
Для второго прямоугольника с периметром ( P_2 = 20 ):
[
2 \cdot (y + a) = 20.
]
Упростим:
[
y + a = 10. \tag{2}
]
4. Найдём связь между ( x ), ( y ), и ( a )
Из геометрического разбиения квадрата известно, что:
[
x + y = a. \tag{3}
]
Подставим значения ( x + a ) и ( y + a ) из уравнений (1) и (2):
[
x = 5 - a, \quad y = 10 - a.
]
Подставим эти выражения в уравнение (3):
[
(5 - a) + (10 - a) = a.
]
Упростим:
[
15 - 2a = a.
]
Сложим ( 2a ) с обеих сторон:
[
15 = 3a.
]
Разделим на 3:
[
a = 5.
]
5. Найдём периметр квадрата
Теперь, когда мы знаем, что сторона квадрата ( a = 5 ), вычислим его периметр:
[
P_{\text{квадрата}} = 4a = 4 \cdot 5 = 20.
]
Ответ:
Периметр квадрата равен ( \mathbf{20} ).