Дан прямоугольный треугольник ABC с катетами AC = 12 и BC = 5. С центром в вершине B проведена окружность S радиуса 8. Найдите радиус окружности, вписанной в угол BAC и касающейся окружности S.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] Обозначим ∠BAC = α. Тогда $\text{tg} альфа = $\frac{BC}{AC}$ = \frac{5}{12}$ $\cos альфа = \frac{12}{13}$ $\sin альфа = \frac{5}{13}$
Пусть x — радиус искомой окружности, O — ее центр, D — точка касания с лучом AC, M — точка касания с окружностью S, E — проекция точки O на прямую BC. Центр окружности, вписанной в угол, лежит на его биссектрисе, значит,
$\ctg\angle OAD=\ctg $\frac{альфа}{2}$ = $\frac{1 + \cos альфа}{\sin альфа}$ = \frac{1 + $\frac{12}{13}$ ,}{$\frac{5}{13}$} =5$
Из прямоугольного треугольника OAD находим, что
$AD=OD\ctg $\frac{альфа}{2}$ =5x$
Заметим, что условию задачи удовлетворяют две окружности: центр одной расположен внутри треугольника ABC, а центр второй — вне, причём искомая окружность касается окружности S внешним образом, значит, BO = BM + MO = 8 + x. В первом случае точка D лежит на катете AC, поэтому
[рис.]
$OE=CD=AC - AD=12 - 5x,BE=BC - CE=BC - OD=5 - x$
Причём AD AC, то есть 5x
$BO ^2 =OE ^2 + BE ^2 = сильно ( 8 + x ) ^2 = ( 12 - 5x ) ^2 + ( 5 - x ) ^2 = сильно 25x ^2 - 146x + 105=0$ $BO ^2 =OE ^2 + BE ^2 = сильно ( 8 + x ) ^2 = ( 12 - 5x ) ^2 + ( 5 - x ) ^2 = сильно$
$ = сильно 25x ^2 - 146x + 105=0$ $BO ^2 =OE ^2 + BE ^2 = сильно$
$ = сильно ( 8 + x ) ^2 = ( 12 - 5x ) ^2 + ( 5 - x ) ^2 = сильно$
$ = сильно 25x ^2 - 146x + 105=0$
Учитывая, что $x меньше \frac{12}{5}$ находим, что $x= \frac{21}{25}$
Во втором случае точка D лежит на продолжении катета AC за точку C, поэтому OE = CD = AD − AC = 5x − 12, причём AD > AC, то есть $x больше \frac{12}{5}$
Тогда $( 8 + x ) ^2 = ( 5x - 12 ) ^2 + ( 5 - x ) ^2 = сильно 25x ^2 - 146x + 105=0$
Учитывая, что $x больше \frac{12}{5}$ находим, что x = 5 (это значит, что OD = BC, то есть точка E совпадает с вершиной B).
Ответ: $\frac{21}{25}$ или 5.
Пусть x — радиус искомой окружности, O — ее центр, D — точка касания с лучом AC, M — точка касания с окружностью S, E — проекция точки O на прямую BC. Центр окружности, вписанной в угол, лежит на его биссектрисе, значит,
$\ctg\angle OAD=\ctg $\frac{альфа}{2}$ = $\frac{1 + \cos альфа}{\sin альфа}$ = \frac{1 + $\frac{12}{13}$ ,}{$\frac{5}{13}$} =5$
Из прямоугольного треугольника OAD находим, что
$AD=OD\ctg $\frac{альфа}{2}$ =5x$
Заметим, что условию задачи удовлетворяют две окружности: центр одной расположен внутри треугольника ABC, а центр второй — вне, причём искомая окружность касается окружности S внешним образом, значит, BO = BM + MO = 8 + x. В первом случае точка D лежит на катете AC, поэтому
[рис.]
$OE=CD=AC - AD=12 - 5x,BE=BC - CE=BC - OD=5 - x$
Причём AD AC, то есть 5x
$BO ^2 =OE ^2 + BE ^2 = сильно ( 8 + x ) ^2 = ( 12 - 5x ) ^2 + ( 5 - x ) ^2 = сильно 25x ^2 - 146x + 105=0$ $BO ^2 =OE ^2 + BE ^2 = сильно ( 8 + x ) ^2 = ( 12 - 5x ) ^2 + ( 5 - x ) ^2 = сильно$
$ = сильно 25x ^2 - 146x + 105=0$ $BO ^2 =OE ^2 + BE ^2 = сильно$
$ = сильно ( 8 + x ) ^2 = ( 12 - 5x ) ^2 + ( 5 - x ) ^2 = сильно$
$ = сильно 25x ^2 - 146x + 105=0$
Учитывая, что $x меньше \frac{12}{5}$ находим, что $x= \frac{21}{25}$
Во втором случае точка D лежит на продолжении катета AC за точку C, поэтому OE = CD = AD − AC = 5x − 12, причём AD > AC, то есть $x больше \frac{12}{5}$
Тогда $( 8 + x ) ^2 = ( 5x - 12 ) ^2 + ( 5 - x ) ^2 = сильно 25x ^2 - 146x + 105=0$
Учитывая, что $x больше \frac{12}{5}$ находим, что x = 5 (это значит, что OD = BC, то есть точка E совпадает с вершиной B).
Ответ: $\frac{21}{25}$ или 5.
Правильный ответ:
$дробь: числитель: 21, знаменатель: 25 конец дроби$ или 5
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 69560 • Задание №16
В январе 2020 года Борис взял кредит в банке на сумму 4 200 000 рублей. По договору с банком Борис должен был ...
ID 71610 • Задание №19
На доске написали несколько не обязательно различных двузначных натуральных чисел без нулей в десятичной запис...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Рассмотрены все возможные геометрические конфигурации, и получен правильный ответ | 3
Рассмотрена хотя бы одна возможная конфигурация, в которой получено правильное значение искомой величины | 2
Рассмотрена хотя бы одна возможная геометрическая конфигурация, в которой получено значение искомой величины, неправильное из-за геометрической ошибки | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше | 0
Максимальный балл | 3
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Рассмотрены все возможные геометрические конфигурации, и получен правильный ответ | 3
Рассмотрена хотя бы одна возможная конфигурация, в которой получено правильное значение искомой величины | 2
Рассмотрена хотя бы одна возможная геометрическая конфигурация, в которой получено значение искомой величины, неправильное из-за геометрической ошибки | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше | 0
Максимальный балл | 3
🔗 Другие задания линии №14 по предмету Математика. Профильный уровень:
ID 67919
Дана прямая треугольная призма ABCA1B1C1, двугранный угол призмы при ребре AA1 равен 60°.
а) Д...
ID 67920
В правильной четырёхугольной пирамиде SABCD сторона AB основания равна $2 корень из 3$ а высота...
ID 67921
В правильной треугольной призме ABCA1B1C1 все рёбра равны 1.
а) Докажите, что расстояние между...
ID 67922
Основанием прямой треугольной призмы ABCA1B1C1 является прямоугольный треугольник ABC с прямым ...
ID 67923
Расстояние между боковыми ребрами AA1 и BB1 прямой треугольной призмы ABCA1B1C1 равно 5, а расс...