Давайте рассмотрим данную ситуацию подробнее.
Пусть точка М -- середина отрезка АС. Так как треугольник ВСМ является равнобедренным, то угол ВМС равен 30°. Также, треугольник АМС1 равносторонний, поэтому угол С1МА равен 60°.
Так как точки А и А1 лежат по разные стороны от прямой ВС, а точки С и С1 лежат по разные стороны от прямой АВ, то треугольники С1АМ и СМВ будут подобными.
Теперь рассмотрим соответствующие стороны этих треугольников. Пусть АС1 = а, МВ = b, С1М = с.
Тогда получаем следующие отношения:
С1М/МВ = а/а1,
а1/С1А = с/МВ.
Заметим, что треугольник АВС1 равносторонний, поэтому а1 = а.
Теперь возвращаемся к углам:
30° = ∠С1МВ = ∠С1МВ – ∠МВС + ∠МВС = ∠АС1М – ∠МВС + ∠МВС = ∠АС1М.
Таким образом, ∠АС1М = 30°.
Выполним дополнение полученного угла:
∠С1МА = 180° – ∠МАС1 – ∠АС1М = 180° – 60° – 30° = 90°.
Теперь рассмотрим прямоугольный треугольник С1АМ. Так как С1АМ равносторонний и ∠С1МА = 90°, то он является равнобедренным прямоугольным треугольником.
Таким образом, АС1 = С1М = с.
Известно, что С1С = 20, а С1М = с. Рассмотрим треугольник С1СМ. По теореме Пифагора получаем:
С1М² = С1С² – с²,
с² = С1С² – С1М² = 20² – с²,
разрешим уравнение относительно с²:
2с² = 20²,
с² = 20²/2,
с = 20/√2 = 10√2.
Таким образом, получаем АС1 = с = 10√2.