В треугольнике ABC угол B равен 60°. Через точки A и B проведена окружность радиуса 3, касающаяся прямой AC в точке A. Через точки В и С проведена окружность радиуса 4, касающаяся прямой AC в точке C.
а) Найдите длину стороны АС.
б) Найдите длину общей хорды этих окружностей.
а) Найдите длину стороны АС.
б) Найдите длину общей хорды этих окружностей.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] Обозначим центры окружностей за $O_1$ и $O_2$ Пусть $\angle BAC= альфа$ Поскольку окружности касаются прямой AC, прямая $O_1A$ перпендикулярна прямой AC и прямая $O_2C$ перпендикулярна прямой AC. Вычислим теперь углы:
$\angle O_1BA=\angle O_1AB=90 в степени ( \circ ) - \angle BAC=90 в степени ( \circ ) - альфа$
$\angle O_2BC=\angle BCO_2=90 в степени ( \circ ) - \angle BCA=90 в степени ( \circ ) - ( 180 в степени ( \circ ) - \angle BAC - \angle ABC ) = альфа - 30 в степени ( \circ )$ $\angle O_2BC=\angle BCO_2=90 в степени ( \circ ) - \angle BCA=$
$=90 в степени ( \circ ) - ( 180 в степени ( \circ ) - \angle BAC - \angle ABC ) = альфа - 30 в степени ( \circ )$
$\angle O_1BO_2=\angle O_1BA + \angle ABC + \angle CBO_2=90 в степени ( \circ ) - альфа + 60 в степени ( \circ ) + альфа - 30 в степени ( \circ ) =120 в степени ( \circ )$ $\angle O_1BO_2=\angle O_1BA + \angle ABC + \angle CBO_2=$
$=90 в степени ( \circ ) - альфа + 60 в степени ( \circ ) + альфа - 30 в степени ( \circ ) =120 в степени ( \circ )$
а) По теореме \cos ов для треугольника $O_1BO_2$ имеем:
$O_1O_2=9 + 16 - 2 \cdot 3 \cdot 4 \cdot \cos 120 в степени ( \circ ) =37$
Проведем в прямоугольной трапеции $O_1ACO_2$ высоту $O_1H$ Тогда:
$O_2H=O_2C - HC=O_2C - O_1A=4 - 3=1$
и
$AC=O_1H= $\sqrt{аргумента: O_1O_2 ^2 - HO_2 ^2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 37 - 1}$ аргумента =6$
б) Общая хорда двух окружностей перпендикулярна их линии центров. Поэтому она равна удвоенной высоте треугольника с вершинами в центрах окружностей и одной из их общих точек. Имеем:
$2d ( B,O_1O_2 ) =2 \cdot $\frac{2S_BO_1O_2}{O_1O_2}$ = \frac{4S_BO_1O_2}{$\sqrt{аргумента: 37}$ аргумента}$
Для нахождения площади треугольника используем формулу Герона в раскрытом виде:
$16S ^2 =2 \cdot 9 \cdot 16 + 2 \cdot 9 \cdot 37 + 2 \cdot 37 \cdot 16 - 16 ^2 - 9 ^2 - 37 ^2 =432$
откуда $S=3 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$ и окончательный ответ $\frac{12 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{$\sqrt{аргумента: 37}$ аргумента}$
Ответ: а) 6; б) $\frac{12 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{$\sqrt{аргумента: 37}$ аргумента}$
$\angle O_1BA=\angle O_1AB=90 в степени ( \circ ) - \angle BAC=90 в степени ( \circ ) - альфа$
$\angle O_2BC=\angle BCO_2=90 в степени ( \circ ) - \angle BCA=90 в степени ( \circ ) - ( 180 в степени ( \circ ) - \angle BAC - \angle ABC ) = альфа - 30 в степени ( \circ )$ $\angle O_2BC=\angle BCO_2=90 в степени ( \circ ) - \angle BCA=$
$=90 в степени ( \circ ) - ( 180 в степени ( \circ ) - \angle BAC - \angle ABC ) = альфа - 30 в степени ( \circ )$
$\angle O_1BO_2=\angle O_1BA + \angle ABC + \angle CBO_2=90 в степени ( \circ ) - альфа + 60 в степени ( \circ ) + альфа - 30 в степени ( \circ ) =120 в степени ( \circ )$ $\angle O_1BO_2=\angle O_1BA + \angle ABC + \angle CBO_2=$
$=90 в степени ( \circ ) - альфа + 60 в степени ( \circ ) + альфа - 30 в степени ( \circ ) =120 в степени ( \circ )$
а) По теореме \cos ов для треугольника $O_1BO_2$ имеем:
$O_1O_2=9 + 16 - 2 \cdot 3 \cdot 4 \cdot \cos 120 в степени ( \circ ) =37$
Проведем в прямоугольной трапеции $O_1ACO_2$ высоту $O_1H$ Тогда:
$O_2H=O_2C - HC=O_2C - O_1A=4 - 3=1$
и
$AC=O_1H= $\sqrt{аргумента: O_1O_2 ^2 - HO_2 ^2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 37 - 1}$ аргумента =6$
б) Общая хорда двух окружностей перпендикулярна их линии центров. Поэтому она равна удвоенной высоте треугольника с вершинами в центрах окружностей и одной из их общих точек. Имеем:
$2d ( B,O_1O_2 ) =2 \cdot $\frac{2S_BO_1O_2}{O_1O_2}$ = \frac{4S_BO_1O_2}{$\sqrt{аргумента: 37}$ аргумента}$
Для нахождения площади треугольника используем формулу Герона в раскрытом виде:
$16S ^2 =2 \cdot 9 \cdot 16 + 2 \cdot 9 \cdot 37 + 2 \cdot 37 \cdot 16 - 16 ^2 - 9 ^2 - 37 ^2 =432$
откуда $S=3 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$ и окончательный ответ $\frac{12 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{$\sqrt{аргумента: 37}$ аргумента}$
Ответ: а) 6; б) $\frac{12 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{$\sqrt{аргумента: 37}$ аргумента}$
Правильный ответ:
а) 6; б) $дробь: числитель: 12 корень из: начало аргумента: 3 конец аргумента , знаменатель: корень из: начало аргумента: 37 конец аргумента конец дроби$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 68387 • Задание №14
Грани ABD и ACD тетраэдра ABCD являются правильными треугольниками со стороной 4 и перпендикулярны друг другу....
ID 65402 • Задание №6
Найдите корень уравнения $дробь: числитель: 9, знаменатель: x в квадрате минус 16 конец дроби =1$ Если уравнен...
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...