Катеты прямоугольного треугольника abc имеют длину 60 см и 80 см. из вершины c прямого угла к плоскости треугольника восстановлен перпендикуляр cd = 36 см. найдите угол наклона df к плоскости треугольника, где df - перпендикуляр, опущенный из точки d на прямую ab.

Рассмотрим ΔAFC и ΔACB оба прямоугольные (∠F=∠C), так же в них общий угол А, значит треугольники подобны (по трем углам). Составим соотношение сторон: AF/AC=CA/AB. АВ найдем по т. Пифагора АВ²=60²+80², АВ=100. Теперь подставим все в соотношение:
AF/60=60/100, AF=36. Теперь рассмотрим ΔAFC он прямоугольный, тогда АС²=CF²+AF², 60²=CF²+36², отсюда CF=48. 
Теперь осталось рассмотреть ΔFCD он тоже прямоугольный значит DF²=DC²+CF², DF²=36²+48², DF=60.

Вычислим высоту трапеции. 

Для этого проведём отрезок СМ║AD. 

В четырехугольнике АМСD противоположные стороны параллельны, следовательно, ADCM- параллелограмм.

 СМ=AD=3, AM=CD=18

В ∆ МСВ стороны СМ=3, СВ=6√2, МВ=АВ - СD=9

Опустим высоту СН. Пусть МН=х, тогда ВН=9-х

Выразим по т.Пифагора из ∆ СНМ квадрат высоты СН

СН²=СМ²-МН²=9-х²

Выразим по т.Пифагора из ∆ СНВ квадрат высоты СН

СН²=СВ²-ВН²=72-81+18х-х²

Приравняем найденные значения СН²

9-х²=72-81+18х-х² откуда 18=18х,⇒ х=1

СН=√(9-1)=√8

Высота ∆ ADC=CH=√8=2√2

S ADC =2√2•18:2=9√8=18√2

По равным накрестлежащим и вертикальным углам ∆CDK~∆ACB  с  k=18/27=2/3

Высота ∆ ADK и ∆CDK, проведённая из общей вершины D, одна и та же. Площади треугольников с равными высотами относятся как их основания. 

Тогда АК:КС=3:2. Т.е. SADK=3/5 S ∆ ADC

S ∆ ADK=3•(18√2):5•3=10,8√2 ед площади

Проведём ВМ║АD. Четырехугольник АВМD- параллелограмм ( стороны попарно параллельны) 

DM=AB=18 см

В ∆ ВМС ∠ВМС=∠АDМ. 

МС=DC-DM=27-18=9

По т.косинусов  -cos угла ВМС=[ВС*- (ВМ*+МС*)]/2BM•BC⇒

cos ∠BMC=18/54=1/3

Площадь параллелограмма равна произведению его соседних сторон на синус угла между ними. 

S ABMD= AD•DM•sin ADM

sin2 α + cos2 α = 1⇒

  sin ∠ADM=√(1-1/9)=√8/3=2√2/3

S ABMD=18•3•2√2•3=36√2 см²

S∆ ABD=SABMD/2=18√2

В трапеции треугольники, образованные при пересечении диагоналей, подобны. k=DC/АВ=27/18=3/2

Тогда DB=DK+KB=5 частей  АН- общая высота треугольников АКD и АDВ .

Отношение площадей треугольников с равными высотами равно отношению их оснований. 

S ∆ ADK=3/5 S∆ADB=3•18√2/5=54√2/5=10,8√2 см²

------Примечание. Это один из вариантов решения этой задачи.  Другой дан мной 6.03 этого года.