Rezolvare:
Pasul 1: Analiza problemei
Avem un segment \( ST \) cu lungimea de \( 30 \text{ cm} \). Punctul \( U \) aparține dreptei \( ST \) și împarte segmentul în raportul \( \frac{US}{TU} = \frac{3}{2} \). Există două poziții posibile pentru punctul \( U \): una în interiorul segmentului \( ST \) (notată \( U_1 \) în figură) și una în exteriorul segmentului \( ST \) (notată \( U_2 \) în figură).
Pasul 2: Cazul 1 - Punctul \( U \) este în interiorul segmentului \( ST \)
Dacă \( U \) se află între \( S \) și \( T \), atunci suma lungimilor segmentelor formate este egală cu lungimea întregului segment:
\[ US + UT = ST = 30 \text{ cm} \]
Știm că \( \frac{US}{UT} = \frac{3}{2} \). Folosind proprietatea proporțiilor derivate (adunăm numitorul la numărător), obținem:
\[ \frac{US + UT}{UT} = \frac{3 + 2}{2} \]
\[ \frac{30}{UT} = \frac{5}{2} \]
De aici, calculăm \( UT \):
\[ UT = \frac{30 \cdot 2}{5} = \frac{\cancel{30}^6 \cdot 2}{\cancel{5}_1} = 12 \text{ cm} \]
Apoi determinăm \( US \):
\[ US = 30 - 12 = 18 \text{ cm} \]
Pasul 3: Cazul 2 - Punctul \( U \) este în exteriorul segmentului \( ST \)
Conform figurii, \( U \) se află la dreapta punctului \( T \). În acest caz, lungimea segmentului \( US \) este suma lungimilor \( ST \) și \( TU \):
\[ US = ST + UT \Rightarrow US - UT = ST = 30 \text{ cm} \]
Folosim din nou raportul \( \frac{US}{UT} = \frac{3}{2} \) și aplicăm proprietatea proporțiilor derivate (scădem numitorul din numărător):
\[ \frac{US - UT}{UT} = \frac{3 - 2}{2} \]
\[ \frac{30}{UT} = \frac{1}{2} \]
Calculăm \( UT \):
\[ UT = 30 \cdot 2 = 60 \text{ cm} \]
Determinăm \( US \…