В прямоугольный треугольник ABC вписана окружность, которая касается гипотенузы AB в точке K, а катетов — в точках P и M.
а) Докажите, что площадь треугольника ABC равна AK · BK.
б) Найдите площадь треугольника PKM, если известно, что AK = 12, BK = 5.
а) Докажите, что площадь треугольника ABC равна AK · BK.
б) Найдите площадь треугольника PKM, если известно, что AK = 12, BK = 5.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] а) Пусть O — центр окружности, вписанной в треугольник ABC, r — радиус этой окружности, P ∈ BC, M ∈ AC. Соединим О с вершинами треугольника А, В и С.
Докажем, что CMOP — квадрат.
По свойству касательной к окружности: OP ⊥ BC, OM ⊥ AC. Следовательно, MC || OP, OM || CP, значит, CMOP — параллелограмм.
CMOP — параллелограмм, ∠P = 90°, значит, CMOP — прямоугольник, CMOP — прямоугольник, OM = OP = r, значит, CMOP — квадрат.
По свойству касательных к окружности, проведенных из одной точки: BK = BP, AK = AM, MC = CP.
$2S ( ABC ) =AC \cdot BC= ( AM + r ) \cdot ( BP + r ) =AM \cdot BP + BP \cdot r + AM \cdot r + r ^2$ $2S ( ABC ) =AC \cdot BC= ( AM + r ) \cdot ( BP + r ) =$
$=AM \cdot BP + BP \cdot r + AM \cdot r + r ^2$
$AM \cdot BP=AK \cdot BK,BP \cdot r=S ( POKB ) ,BP \cdot r=S ( POKB ) ,r ^2 =S ( CMOP )$ $AM \cdot BP=AK \cdot BK,BP \cdot r=S ( POKB ) ,BP \cdot r=$
$=S ( POKB ) ,r ^2 =S ( CMOP )$ $AM \cdot BP=AK \cdot BK,BP \cdot r=$
$=S ( POKB ) ,BP \cdot r=$
$=S ( POKB ) ,r ^2 =S ( CMOP )$
$2S ( ABC ) =AM \cdot BP + BP \cdot r + AM \cdot r + r ^2 =$
$=AK \cdot BK + S ( POKB ) + S ( AKOM ) + S ( CMOP ) =AK \cdot BK + S ( ABC )$
То есть 2S(ABC) = AK · BK + S(ABC), откуда: S(ABC) = AK · BK, что и требовалось доказать.
б) Соединим точки M и K, M и P, P и K отрезками. Найдем r.
Очевидно, что
$p ( ABC ) = $\frac{2AK + 2BK + 2r}{2}$ =AK + BK + r=r + 17.S ( ABC ) =pr= ( r + 17 ) r$ $p ( ABC ) = $\frac{2AK + 2BK + 2r}{2}$ =AK + BK + r=$
$=r + 17.S ( ABC ) =pr= ( r + 17 ) r$
Но как было доказано выше, S(ABC)=AK · BK = 60. Следовательно,
$r ^2 + 17r=60 = сильно r ^2 + 17r - 60=0 = сильно \left[ \begin{array}{l} новая строка r= - 20 , новая строка r=3 . \end{array} \right.$
Подходит r = 3.
Пусть ∠BAC = α, тогда:
$\angle KOM=180 в степени ( \circ ) - альфа ,\angle ABC=90 в степени ( \circ ) - альфа ,\angle POM=$
$=90 в степени ( \circ ) ,\angle POK=180 в степени ( \circ ) - 90 в степени ( \circ ) + альфа =90 в степени ( \circ ) + альфа$ $\angle KOM=180 в степени ( \circ ) - альфа ,\angle ABC=$
$=90 в степени ( \circ ) - альфа ,\angle POM=90 в степени ( \circ ) ,\angle POK=$
$=180 в степени ( \circ ) - 90 в степени ( \circ ) + альфа =90 в степени ( \circ ) + альфа$
$\sin альфа = $\frac{BC}{AB}$ = $\frac{8}{17}$ ; \cos альфа = $\frac{AC}{AB}$ = \frac{15}{17}$
$S ( PMK ) =S ( POK ) + S ( KOM ) + S ( MOP ) = $\frac{1}{2}$ \cdot 9 \sin ( 90 в степени ( \circ ) + альфа ) + $\frac{1}{2}$ \cdot 9 \sin ( 180 в степени ( \circ ) - альфа ) + $\frac{1}{2}$ \cdot 9=$ $S ( PMK ) =S ( POK ) + S ( KOM ) + S ( MOP ) =$
$= $\frac{1}{2}$ \cdot 9 \sin ( 90 в степени ( \circ ) + альфа ) + $\frac{1}{2}$ \cdot 9 \sin ( 180 в степени ( \circ ) - альфа ) + $\frac{1}{2}$ \cdot 9=$
$= $\frac{9}{2}$ ( \cos альфа + \sin альфа + 1 ) = $\frac{9}{2}$ ( $\frac{15}{17}$ + $\frac{8}{17}$ + 1 ) = $\frac{9 \cdot 40}{2 \cdot 17}$ = \frac{180}{17}$
Ответ: б) $\frac{180}{17}$
Докажем, что CMOP — квадрат.
По свойству касательной к окружности: OP ⊥ BC, OM ⊥ AC. Следовательно, MC || OP, OM || CP, значит, CMOP — параллелограмм.
CMOP — параллелограмм, ∠P = 90°, значит, CMOP — прямоугольник, CMOP — прямоугольник, OM = OP = r, значит, CMOP — квадрат.
По свойству касательных к окружности, проведенных из одной точки: BK = BP, AK = AM, MC = CP.
$2S ( ABC ) =AC \cdot BC= ( AM + r ) \cdot ( BP + r ) =AM \cdot BP + BP \cdot r + AM \cdot r + r ^2$ $2S ( ABC ) =AC \cdot BC= ( AM + r ) \cdot ( BP + r ) =$
$=AM \cdot BP + BP \cdot r + AM \cdot r + r ^2$
$AM \cdot BP=AK \cdot BK,BP \cdot r=S ( POKB ) ,BP \cdot r=S ( POKB ) ,r ^2 =S ( CMOP )$ $AM \cdot BP=AK \cdot BK,BP \cdot r=S ( POKB ) ,BP \cdot r=$
$=S ( POKB ) ,r ^2 =S ( CMOP )$ $AM \cdot BP=AK \cdot BK,BP \cdot r=$
$=S ( POKB ) ,BP \cdot r=$
$=S ( POKB ) ,r ^2 =S ( CMOP )$
$2S ( ABC ) =AM \cdot BP + BP \cdot r + AM \cdot r + r ^2 =$
$=AK \cdot BK + S ( POKB ) + S ( AKOM ) + S ( CMOP ) =AK \cdot BK + S ( ABC )$
То есть 2S(ABC) = AK · BK + S(ABC), откуда: S(ABC) = AK · BK, что и требовалось доказать.
б) Соединим точки M и K, M и P, P и K отрезками. Найдем r.
Очевидно, что
$p ( ABC ) = $\frac{2AK + 2BK + 2r}{2}$ =AK + BK + r=r + 17.S ( ABC ) =pr= ( r + 17 ) r$ $p ( ABC ) = $\frac{2AK + 2BK + 2r}{2}$ =AK + BK + r=$
$=r + 17.S ( ABC ) =pr= ( r + 17 ) r$
Но как было доказано выше, S(ABC)=AK · BK = 60. Следовательно,
$r ^2 + 17r=60 = сильно r ^2 + 17r - 60=0 = сильно \left[ \begin{array}{l} новая строка r= - 20 , новая строка r=3 . \end{array} \right.$
Подходит r = 3.
Пусть ∠BAC = α, тогда:
$\angle KOM=180 в степени ( \circ ) - альфа ,\angle ABC=90 в степени ( \circ ) - альфа ,\angle POM=$
$=90 в степени ( \circ ) ,\angle POK=180 в степени ( \circ ) - 90 в степени ( \circ ) + альфа =90 в степени ( \circ ) + альфа$ $\angle KOM=180 в степени ( \circ ) - альфа ,\angle ABC=$
$=90 в степени ( \circ ) - альфа ,\angle POM=90 в степени ( \circ ) ,\angle POK=$
$=180 в степени ( \circ ) - 90 в степени ( \circ ) + альфа =90 в степени ( \circ ) + альфа$
$\sin альфа = $\frac{BC}{AB}$ = $\frac{8}{17}$ ; \cos альфа = $\frac{AC}{AB}$ = \frac{15}{17}$
$S ( PMK ) =S ( POK ) + S ( KOM ) + S ( MOP ) = $\frac{1}{2}$ \cdot 9 \sin ( 90 в степени ( \circ ) + альфа ) + $\frac{1}{2}$ \cdot 9 \sin ( 180 в степени ( \circ ) - альфа ) + $\frac{1}{2}$ \cdot 9=$ $S ( PMK ) =S ( POK ) + S ( KOM ) + S ( MOP ) =$
$= $\frac{1}{2}$ \cdot 9 \sin ( 90 в степени ( \circ ) + альфа ) + $\frac{1}{2}$ \cdot 9 \sin ( 180 в степени ( \circ ) - альфа ) + $\frac{1}{2}$ \cdot 9=$
$= $\frac{9}{2}$ ( \cos альфа + \sin альфа + 1 ) = $\frac{9}{2}$ ( $\frac{15}{17}$ + $\frac{8}{17}$ + 1 ) = $\frac{9 \cdot 40}{2 \cdot 17}$ = \frac{180}{17}$
Ответ: б) $\frac{180}{17}$
Правильный ответ:
б) $дробь: числитель: 180, знаменатель: 17 конец дроби$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 69033 • Задание №15
Решите неравенство: $3 в степени левая круглая скобка десятичный логарифм x правая круглая скобка плюс целая ч...
ID 71544 • Задание №19
Пусть n — трехзначное число, записанное в виде $n = 100 a плюс 10 b плюс c$ где a, b, c — цифры и $a не равн...
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...