Даны треугольник ABC и ромб BDEF, все вершины которого лежат на сторонах треугольника ABC, а угол при вершине E — тупой, $AE=3$ $CE=7$ а радиус окружности, вписанной в ромб, равен 1.
а) Найдите площадь треугольника ABC.
б) Найдите расстояние между центром окружности, вписанной в ромб, до центра окружности, вписанной в треугольник ABC.
а) Найдите площадь треугольника ABC.
б) Найдите расстояние между центром окружности, вписанной в ромб, до центра окружности, вписанной в треугольник ABC.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] Поскольку
$\angle FED=\angle FBD=\angle ABC$
угол ABC — тупой. Значит, остальные углы треугольника острые. Высота ромба равна удвоенному радиусу окружности, поэтому $EH=EG=2$ Тогда из прямоугольных треугольников EHC и EGA получаем $\sin \angle C= \frac{2}{7}$ $\sin \angle A= \frac{2}{3}$ Поэтому:
$\sin \angle B= \sin ( 180 в степени ( \circ ) - \angle A - \angle C ) = \sin ( \angle A + \angle C ) =$
$\sin \angle A \cos \angle C + \cos \angle A \sin \angle C= $\frac{2}{7}$ \cdot \frac{$\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}{3} + $\frac{2}{3}$ \cdot \frac{$\sqrt{аргумента: 45}$ аргумента}{7} = \frac{8 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}{21}$
По теореме \sin ов для треугольника ABC получаем $\frac{AB}{$\frac{2,}{7}$} = \frac{BC}{$\frac{2,}{3}$} = \frac{10}{\frac{8 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента ,}{21}}$ откуда $AB= \frac{15}{2 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}$ $BC= \frac{35}{2 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}$ и
$S_ABC= $\frac{1}{2}$ AC \cdot BC \cdot \sin \angle C= \frac{35 \cdot 5 \cdot 2}{7 \cdot 2 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента} =5 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента$
б) Центры обеих окружностей лежат на биссектрисе угла B. Кроме того, центр вписанной окружности ромба лежит на BE, Значит, это и есть биссектриса. Очевидно этот центр — середина BE. Проведем теперь биссектрису угла C (она пройдет через центр вписанной окружности треугольника). Она поделит BE в отношении
$BC:CE= \frac{35}{2 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента} :7= \frac{$\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}{2}$
Поэтому расстояние от центра вписанной окружности треугольника до B = $\frac{$\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}{2 + $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента} BE$ и расстояние между центрами = :
$| \frac{$\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}{2 + $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента} BE - $\frac{1}{2}$ BE|= ( 5 - 2 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента - $\frac{1}{2}$ ) BE= ( $\frac{9}{2}$ - 2 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента ) BE$
Вычислим теперь BE из треугольника BCE по теореме \cos ов:
$BE ^2 = $\frac{245}{4}$ + 49 - 2 \cdot 7 \cdot \frac{35}{2 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента} \cdot \frac{$\sqrt{аргумента: 45}$ аргумента}{7} = $\frac{245}{4}$ + 49 - 105= \frac{21}{4}$
Окончательно:
$( $\frac{9}{2}$ - 2 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента ) BE= \frac{$\sqrt{аргумента: 21}$ аргумента}{2} ( $\frac{9}{2}$ - 2 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента ) = \frac{9 $\sqrt{аргумента: 21}$ аргумента}{4} - $\sqrt{аргумента: 105}$ аргумента$
Ответ: а) $5 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента$ б) $\frac{9 $\sqrt{аргумента: 21}$ аргумента}{4} - $\sqrt{аргумента: 105}$ аргумента$
$\angle FED=\angle FBD=\angle ABC$
угол ABC — тупой. Значит, остальные углы треугольника острые. Высота ромба равна удвоенному радиусу окружности, поэтому $EH=EG=2$ Тогда из прямоугольных треугольников EHC и EGA получаем $\sin \angle C= \frac{2}{7}$ $\sin \angle A= \frac{2}{3}$ Поэтому:
$\sin \angle B= \sin ( 180 в степени ( \circ ) - \angle A - \angle C ) = \sin ( \angle A + \angle C ) =$
$\sin \angle A \cos \angle C + \cos \angle A \sin \angle C= $\frac{2}{7}$ \cdot \frac{$\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}{3} + $\frac{2}{3}$ \cdot \frac{$\sqrt{аргумента: 45}$ аргумента}{7} = \frac{8 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}{21}$
По теореме \sin ов для треугольника ABC получаем $\frac{AB}{$\frac{2,}{7}$} = \frac{BC}{$\frac{2,}{3}$} = \frac{10}{\frac{8 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента ,}{21}}$ откуда $AB= \frac{15}{2 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}$ $BC= \frac{35}{2 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}$ и
$S_ABC= $\frac{1}{2}$ AC \cdot BC \cdot \sin \angle C= \frac{35 \cdot 5 \cdot 2}{7 \cdot 2 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента} =5 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента$
б) Центры обеих окружностей лежат на биссектрисе угла B. Кроме того, центр вписанной окружности ромба лежит на BE, Значит, это и есть биссектриса. Очевидно этот центр — середина BE. Проведем теперь биссектрису угла C (она пройдет через центр вписанной окружности треугольника). Она поделит BE в отношении
$BC:CE= \frac{35}{2 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента} :7= \frac{$\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}{2}$
Поэтому расстояние от центра вписанной окружности треугольника до B = $\frac{$\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}{2 + $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента} BE$ и расстояние между центрами = :
$| \frac{$\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}{2 + $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента} BE - $\frac{1}{2}$ BE|= ( 5 - 2 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента - $\frac{1}{2}$ ) BE= ( $\frac{9}{2}$ - 2 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента ) BE$
Вычислим теперь BE из треугольника BCE по теореме \cos ов:
$BE ^2 = $\frac{245}{4}$ + 49 - 2 \cdot 7 \cdot \frac{35}{2 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента} \cdot \frac{$\sqrt{аргумента: 45}$ аргумента}{7} = $\frac{245}{4}$ + 49 - 105= \frac{21}{4}$
Окончательно:
$( $\frac{9}{2}$ - 2 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента ) BE= \frac{$\sqrt{аргумента: 21}$ аргумента}{2} ( $\frac{9}{2}$ - 2 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента ) = \frac{9 $\sqrt{аргумента: 21}$ аргумента}{4} - $\sqrt{аргумента: 105}$ аргумента$
Ответ: а) $5 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента$ б) $\frac{9 $\sqrt{аргумента: 21}$ аргумента}{4} - $\sqrt{аргумента: 105}$ аргумента$
Правильный ответ:
а) $5 корень из: начало аргумента: 5 конец аргумента$ б) $дробь: числитель: 9 корень из: начало аргумента: 21 конец аргумента , знаменатель: 4 конец дроби минус корень из: начало аргумента: 105 конец аргумента$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 68829 • Задание №15
Решите неравенство $дробь: числитель: логарифм по основанию 3 левая круглая скобка 3 минус x правая круглая ск...
ID 70083 • Задание №17
Дана трапеция ABCD с основаниями AD и ВС. Диагонали АС и BD пересекаются в точке О, а прямые АВ и CD — в точк...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Имеется верное доказательство утверждения пункта а и обоснованно получен верный ответ в пункте б | 3
Получен обоснованный ответ в пункте б
ИЛИ
имеется верное доказательство утверждения пункта а и при обоснованном решении пункта б получен неверный ответ из-за арифметической ошибки | 2
Имеется верное доказательство утверждения пункта а
ИЛИ
при обоснованном решении пункта б получен неверный ответ из-за арифметической ошибки.
ИЛИ
обоснованно получен верный ответ в пункте б и использованием утверждения пункта а, при этом пункт а не выполнен | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше | 0
Максимальный балл | 3
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Имеется верное доказательство утверждения пункта а и обоснованно получен верный ответ в пункте б | 3
Получен обоснованный ответ в пункте б
ИЛИ
имеется верное доказательство утверждения пункта а и при обоснованном решении пункта б получен неверный ответ из-за арифметической ошибки | 2
Имеется верное доказательство утверждения пункта а
ИЛИ
при обоснованном решении пункта б получен неверный ответ из-за арифметической ошибки.
ИЛИ
обоснованно получен верный ответ в пункте б и использованием утверждения пункта а, при этом пункт а не выполнен | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше | 0
Максимальный балл | 3
🔗 Другие задания линии №15 по предмету Математика. Профильный уровень:
ID 68583
Решите неравенство $левая круглая скобка x плюс дробь: числитель: 3, знаменатель: x конец дроби...
ID 68584
Решите неравенство $корень из: начало аргумента: 7 минус x конец аргумента меньше дробь: числит...
ID 68585
Решите неравенство $дробь: числитель: 1, знаменатель: 6x в квадрате минус 5x конец дроби больше...
ID 68586
Решите неравенство $дробь: числитель: корень из: начало аргумента: x в квадрате минус 2x плюс 1...
ID 68587
Решите неравенство: $левая круглая скобка x в квадрате минус x минус 6 правая круглая скобка ум...