Высоты BB1 и CC1 остроугольного треугольника ABC пересекаются в точке H.
а) Докажите, что ∠AHB1 = ∠ACB.
б) Найдите BC, если AH = 4 и ∠BAC = 60°.
а) Докажите, что ∠AHB1 = ∠ACB.
б) Найдите BC, если AH = 4 и ∠BAC = 60°.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] а) В четырёхугольнике AC1HB1 углы C1 и B1 — прямые, следовательно, около этого четырёхугольника можно описать окружность, причём AH — её диаметр (вписанные прямые углы опираются на диаметр). Вписанные углы AC1B1 и AHB1 опираются на одну дугу, следовательно, ∠AHB1 = ∠AC1B1.
Углы BC1C и BB1C — прямые, значит, точки B, C, B1 и C1 лежат на окружности с диаметром BC. Следовательно,
$\angle AC_1B_1=180 ^{\circ} - \angle BC_1B_1=\angle BCB_1$
Получаем, что ∠ACB = ∠AHB1.
б) В треугольнике AB1C1 диаметр описанной окружности AH = 4, откуда
$B_1C_1=AH \cdot \sin \angle BAC=AH \cdot \sin 60 ^{\circ}=2 \sqrt{3}$
В прямоугольном треугольнике BB1A имеем:
$AB_1=AB \cos \angle BAB_1=AB \cos 60 ^{\circ}= $\frac{1}{2}$ AB$
В прямоугольном треугольнике CC1A имеем:
$AC_1=AC \cos \angle CAC_1=AC \cdot \cos 60 ^{\circ}= $\frac{1}{2}$ AC$
Получаем, что $\frac{AB}{AB_1} = \frac{AC}{AC_1}$ Треугольники ABC и AB1C1 имеют общий угол A и $\frac{AB}{AB_1} = \frac{AC}{AC_1}$ следовательно, они подобны. Тогда $\frac{BC}{B_1C_1} = $\frac{AC}{AC_1}$ =2$ Значит,
$BC=2B_1C_1=4 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
Ответ: $4 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
Приведем решение пункта б) Тофига Алиева.
В четырёхугольнике AC1HB1 углы C1 и B1 — прямые, следовательно, около этого четырёхугольника можно описать окружность, причём AH — её диаметр. Эта окружность описана также вокруг треугольника C1AB1, тогда по теореме \sin ов $\frac{B_1C_1}{\sin \angle A} =2R=AH$ откуда $B_1C_1=AH \sin \angle A = 4 \cdot \frac{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} =2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
Как доказано в основном решении, треугольники C1AB1 и ABC подобны с коэффициентом подобия cos ∠A, тогда
$BC= $\frac{B_1C_1}{\cos \angle A}$ = \frac{2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{$\frac{1,}{2}$} =4 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
Приведем решение пункта б) Юлии Ерохиной.
[рис.]
6) В треугольнике AB1C1 диаметр описанной окружности AH = 4, откуда
$B_1C_1=AH \cdot \sin \angle BAC=AH \cdot \sin 60 ^{\circ}=2 \sqrt{3}$
По доказанному в пункте а) четырехугольник B1C1BC вписан в окружность с диаметром BC. В эту же окружность вписан треугольник B1C1B, тогда по теореме \sin ов
$\frac{B_1C1}{\sin \angle C_1BB_1} =BC$
Найдем угол C1BB1 из прямоугольного треугольника ABB1:
$\angle ABB_1=90 ^{\circ} - \angle BAB_1=90 ^{\circ} - 60 ^{\circ}=30 ^{\circ}$
тогда:
$BC= \frac{B_1C_1}{\sin 30 ^{\circ}} = \frac{2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{$\frac{1,}{2}$} =4 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
[рис.] Примечание Дмитрия Гущина.
Укажем другое решение.
а) Поскольку AA1 — перпендикуляр к ВС, а BB1 — перпендикуляр к AС (см. рис.), углы AHB1 и ACB равны как острые углы со взаимно перпендикулярными сторонами.
б) Сторона треугольника, величина противолежащего ей угла и отрезок высоты, проведённой из вершины этого угла в точку пересечения высот треугольника, связаны соотношением: $BC = AH \text{tg} A$ откуда $BC = 4 \text{tg} 60 ^{\circ} = 4 \sqrt{3}$
Примечание.
Полезно будет сравнить эту задачу с заданием 519475 из экзаменационного варианта ЕГЭ 2014 года, заданием 519475 из ЕГЭ−2018, заданием 526342 из ЕГЭ−2019, заданием 656585 из ЕГЭ−2024.
Углы BC1C и BB1C — прямые, значит, точки B, C, B1 и C1 лежат на окружности с диаметром BC. Следовательно,
$\angle AC_1B_1=180 ^{\circ} - \angle BC_1B_1=\angle BCB_1$
Получаем, что ∠ACB = ∠AHB1.
б) В треугольнике AB1C1 диаметр описанной окружности AH = 4, откуда
$B_1C_1=AH \cdot \sin \angle BAC=AH \cdot \sin 60 ^{\circ}=2 \sqrt{3}$
В прямоугольном треугольнике BB1A имеем:
$AB_1=AB \cos \angle BAB_1=AB \cos 60 ^{\circ}= $\frac{1}{2}$ AB$
В прямоугольном треугольнике CC1A имеем:
$AC_1=AC \cos \angle CAC_1=AC \cdot \cos 60 ^{\circ}= $\frac{1}{2}$ AC$
Получаем, что $\frac{AB}{AB_1} = \frac{AC}{AC_1}$ Треугольники ABC и AB1C1 имеют общий угол A и $\frac{AB}{AB_1} = \frac{AC}{AC_1}$ следовательно, они подобны. Тогда $\frac{BC}{B_1C_1} = $\frac{AC}{AC_1}$ =2$ Значит,
$BC=2B_1C_1=4 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
Ответ: $4 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
Приведем решение пункта б) Тофига Алиева.
В четырёхугольнике AC1HB1 углы C1 и B1 — прямые, следовательно, около этого четырёхугольника можно описать окружность, причём AH — её диаметр. Эта окружность описана также вокруг треугольника C1AB1, тогда по теореме \sin ов $\frac{B_1C_1}{\sin \angle A} =2R=AH$ откуда $B_1C_1=AH \sin \angle A = 4 \cdot \frac{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} =2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
Как доказано в основном решении, треугольники C1AB1 и ABC подобны с коэффициентом подобия cos ∠A, тогда
$BC= $\frac{B_1C_1}{\cos \angle A}$ = \frac{2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{$\frac{1,}{2}$} =4 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
Приведем решение пункта б) Юлии Ерохиной.
[рис.]
6) В треугольнике AB1C1 диаметр описанной окружности AH = 4, откуда
$B_1C_1=AH \cdot \sin \angle BAC=AH \cdot \sin 60 ^{\circ}=2 \sqrt{3}$
По доказанному в пункте а) четырехугольник B1C1BC вписан в окружность с диаметром BC. В эту же окружность вписан треугольник B1C1B, тогда по теореме \sin ов
$\frac{B_1C1}{\sin \angle C_1BB_1} =BC$
Найдем угол C1BB1 из прямоугольного треугольника ABB1:
$\angle ABB_1=90 ^{\circ} - \angle BAB_1=90 ^{\circ} - 60 ^{\circ}=30 ^{\circ}$
тогда:
$BC= \frac{B_1C_1}{\sin 30 ^{\circ}} = \frac{2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{$\frac{1,}{2}$} =4 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
[рис.] Примечание Дмитрия Гущина.
Укажем другое решение.
а) Поскольку AA1 — перпендикуляр к ВС, а BB1 — перпендикуляр к AС (см. рис.), углы AHB1 и ACB равны как острые углы со взаимно перпендикулярными сторонами.
б) Сторона треугольника, величина противолежащего ей угла и отрезок высоты, проведённой из вершины этого угла в точку пересечения высот треугольника, связаны соотношением: $BC = AH \text{tg} A$ откуда $BC = 4 \text{tg} 60 ^{\circ} = 4 \sqrt{3}$
Примечание.
Полезно будет сравнить эту задачу с заданием 519475 из экзаменационного варианта ЕГЭ 2014 года, заданием 519475 из ЕГЭ−2018, заданием 526342 из ЕГЭ−2019, заданием 656585 из ЕГЭ−2024.
Правильный ответ:
$4 корень из: начало аргумента: 3 конец аргумента$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 71506 • Задание №19
Каждое из четырех последовательных натуральных чисел, последняя цифра которых не равна нулю, разделили на его ...
ID 66986 • Задание №11
Решите систему неравенств $система выражений логарифм по основанию левая круглая скобка 4 минус x правая кругл...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Имеется верное доказательство утверждения пункта a) 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) с использованием утверждения пункта а), при этом пункт а) не выполнен | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, приведённых выше | 0
Максимальный балл | 3
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Имеется верное доказательство утверждения пункта a) 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) с использованием утверждения пункта а), при этом пункт а) не выполнен | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, приведённых выше | 0
Максимальный балл | 3
🔗 Другие задания линии №17 по предмету Математика. Профильный уровень:
ID 69977
В треугольнике АВС проведена биссектриса АМ. Прямая, проходящая через вершину В перпендикулярно...
ID 69978
На сторонах AC и BC треугольника ABC вне треугольника построены квадраты ACDE и BFKC. Точка M ...
ID 69979
На гипотенузу AB прямоугольного треугольника ABC опустили высоту CH. Из точки H на катеты опуст...
ID 69980
В равнобедренном треугольнике ABC с углом 120° при вершине A проведена биссектриса BD. В треуго...
ID 69982
В остроугольном треугольнике ABC провели высоту BH, из точки H на стороны AB и BC опустили перп...