Окружность, вписанная в = бедренный треугольник ABC, касается основания AC в точке D и боковой стороны AB в точке E. Точка F — середина стороны AB, а точка G — точка пересечения окружности и отрезка FD, отличная от D. Касательная к окружности, проходящая через точку G, пересекает сторону AB в точке H. Известно, что $FH:HE=2:3$
а) Докажите, что $\angle HGE =\angle EDG$
б) Найдите $\angle BCA$
а) Докажите, что $\angle HGE =\angle EDG$
б) Найдите $\angle BCA$
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] а) Оба этих угла равны половине дуги GE — первый как угол между касательной HG и хордой GE, второй — как вписанный угол, опирающийся на дугу GE.
б) Разберем два случая — точка F лежит на AE или на BE.
В первом случае прямая FD параллельна прямой BC как средняя линия треугольника. Обозначим $\angle BAC=\angle BCA= альфа$ тогда $\angle FDA= альфа$ $\angle AFD=180 в степени ( \circ ) - 2 альфа$ Обозначим за I центр вписанной окружности, тогда
$\angle IDF=\angle IDA - \angle FDA=90 в степени ( \circ ) - альфа$
Поскольку треугольник IGD — = бедренный, $\angle IGD=90 в степени ( \circ ) - альфа$ тогда
$\angle HGD=90 в степени ( \circ ) - ( 90 в степени ( \circ ) - альфа ) = альфа$
(здесь использована прямая GH перпендикулярная прямой IG, поскольку GH — касательная). Тогда смежный с ним угол $\angle FGH=180 в степени ( \circ ) - альфа$ и
$\angle FHG=180 в степени ( \circ ) - \angle HFG - \angle FGH=$
[рис.]
$=180 в степени ( \circ ) - ( 180 в степени ( \circ ) - альфа ) - ( 180 в степени ( \circ ) - 2 альфа ) =3 альфа - 180 в степени ( \circ )$
По свойству касательных, проведенных из одной точки, $HE=HG$ Пусть $HE=HG=3x$ $FH=2x$ тогда по теореме \sin ов для треугольника FGH получаем:
$\frac{FH}{\sin ( 180 в степени ( \circ ) - альфа )} = \frac{HG}{\sin ( 180 в степени ( \circ ) - 2 альфа )}$
$\frac{2x}{\sin альфа} = $\frac{3x}{\sin 2 альфа}$ = сильно 2 \sin 2 альфа =3 \sin альфа = сильно$
$ = сильно 4 \sin альфа \cos альфа =3 \sin альфа = сильно \cos альфа = $\frac{3}{4}$ меньше \frac{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2}$
поэтому $альфа больше 60 в степени ( \circ )$ и угол $3 альфа - 180 в степени ( \circ )$ существует. В этом случае $\angle BCA= альфа = \arccos \frac{3}{4}$
[рис.] Во втором случае прямая FD параллельна прямой BC как средняя линия треугольника. Обозначим $\angle BAC=\angle BCA= альфа$ тогда $\angle FDA= альфа$ $\angle AFD=180 в степени ( \circ ) - 2 альфа$ Обозначим за I центр вписанной окружности, тогда
$\angle IDF=\angle IDA - \angle FDA=90 в степени ( \circ ) - альфа$
Поскольку треугольник IGD — = бедренный, $\angle IGD=90 в степени ( \circ ) - альфа$ тогда
$\angle FGH=90 в степени ( \circ ) - ( 90 в степени ( \circ ) - альфа ) = альфа$
[рис.] (здесь использовано прямая GH перпендикулярна прямой IG, поскольку GH — касательная). Тогда угол
$\angle FHG=180 в степени ( \circ ) - \angle HFG - альфа =\angle AFD - альфа =180 - 3 альфа$
По свойству касательных, проведенных из одной точки, $HE=HG$ Пусть $HE=HG=3x$ $FH=2x$ тогда по теореме \sin ов для треугольника FGH получаем $\frac{FH}{\sin альфа} = \frac{HG}{2 альфа}$ $\frac{2x}{\sin альфа} = \frac{3x}{\sin 2 альфа}$ Это то же самое уравнение, что и в случае 1, поэтому $\cos альфа = $\frac{3}{4}$ меньше \frac{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2}$ поэтому $альфа больше 60 в степени ( \circ )$ и угол $180 в степени ( \circ ) - 3 альфа$ не существует. Поэтому такой случай невозможен.
Ответ: $\arccos \frac{3}{4}$
б) Разберем два случая — точка F лежит на AE или на BE.
В первом случае прямая FD параллельна прямой BC как средняя линия треугольника. Обозначим $\angle BAC=\angle BCA= альфа$ тогда $\angle FDA= альфа$ $\angle AFD=180 в степени ( \circ ) - 2 альфа$ Обозначим за I центр вписанной окружности, тогда
$\angle IDF=\angle IDA - \angle FDA=90 в степени ( \circ ) - альфа$
Поскольку треугольник IGD — = бедренный, $\angle IGD=90 в степени ( \circ ) - альфа$ тогда
$\angle HGD=90 в степени ( \circ ) - ( 90 в степени ( \circ ) - альфа ) = альфа$
(здесь использована прямая GH перпендикулярная прямой IG, поскольку GH — касательная). Тогда смежный с ним угол $\angle FGH=180 в степени ( \circ ) - альфа$ и
$\angle FHG=180 в степени ( \circ ) - \angle HFG - \angle FGH=$
[рис.]
$=180 в степени ( \circ ) - ( 180 в степени ( \circ ) - альфа ) - ( 180 в степени ( \circ ) - 2 альфа ) =3 альфа - 180 в степени ( \circ )$
По свойству касательных, проведенных из одной точки, $HE=HG$ Пусть $HE=HG=3x$ $FH=2x$ тогда по теореме \sin ов для треугольника FGH получаем:
$\frac{FH}{\sin ( 180 в степени ( \circ ) - альфа )} = \frac{HG}{\sin ( 180 в степени ( \circ ) - 2 альфа )}$
$\frac{2x}{\sin альфа} = $\frac{3x}{\sin 2 альфа}$ = сильно 2 \sin 2 альфа =3 \sin альфа = сильно$
$ = сильно 4 \sin альфа \cos альфа =3 \sin альфа = сильно \cos альфа = $\frac{3}{4}$ меньше \frac{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2}$
поэтому $альфа больше 60 в степени ( \circ )$ и угол $3 альфа - 180 в степени ( \circ )$ существует. В этом случае $\angle BCA= альфа = \arccos \frac{3}{4}$
[рис.] Во втором случае прямая FD параллельна прямой BC как средняя линия треугольника. Обозначим $\angle BAC=\angle BCA= альфа$ тогда $\angle FDA= альфа$ $\angle AFD=180 в степени ( \circ ) - 2 альфа$ Обозначим за I центр вписанной окружности, тогда
$\angle IDF=\angle IDA - \angle FDA=90 в степени ( \circ ) - альфа$
Поскольку треугольник IGD — = бедренный, $\angle IGD=90 в степени ( \circ ) - альфа$ тогда
$\angle FGH=90 в степени ( \circ ) - ( 90 в степени ( \circ ) - альфа ) = альфа$
[рис.] (здесь использовано прямая GH перпендикулярна прямой IG, поскольку GH — касательная). Тогда угол
$\angle FHG=180 в степени ( \circ ) - \angle HFG - альфа =\angle AFD - альфа =180 - 3 альфа$
По свойству касательных, проведенных из одной точки, $HE=HG$ Пусть $HE=HG=3x$ $FH=2x$ тогда по теореме \sin ов для треугольника FGH получаем $\frac{FH}{\sin альфа} = \frac{HG}{2 альфа}$ $\frac{2x}{\sin альфа} = \frac{3x}{\sin 2 альфа}$ Это то же самое уравнение, что и в случае 1, поэтому $\cos альфа = $\frac{3}{4}$ меньше \frac{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2}$ поэтому $альфа больше 60 в степени ( \circ )$ и угол $180 в степени ( \circ ) - 3 альфа$ не существует. Поэтому такой случай невозможен.
Ответ: $\arccos \frac{3}{4}$
Правильный ответ:
$арккосинус дробь: числитель: 3, знаменатель: 4 конец дроби$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 70839 • Задание №18
Найдите все значения параметра a, при каждом из которых уравнение
$корень из: начало аргумента: 4x минус 3 ко...
ID 66265 • Задание №8
а) Решите уравнение: $логарифм по основанию 2 левая круглая скобка синус 2x правая круглая скобка плюс логари...
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...