Медианы AA1, BB1 и CC1 треугольника ABC пересекаются в точке M. Известно, что AC = 3MB.
а) Докажите, что треугольник ABC прямоугольный.
б) Найдите сумму квадратов медиан AA1 и CC1, если известно, что AC = 10.
а) Докажите, что треугольник ABC прямоугольный.
б) Найдите сумму квадратов медиан AA1 и CC1, если известно, что AC = 10.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] Известно, что медианы делятся точкой пересечения в отношении 2 : 1, считая от вершины. Значит,
$BB_1= $\frac{3}{2}$ BM= $\frac{3}{2}$ \cdot $\frac{1}{3}$ AC= $\frac{1}{2}$ AC$
Поэтому треугольники AB1B и CB1B = бедренные, причём ∠B1AB = ∠ABB1 и ∠B1CB = ∠CBB1. Сумма всех этих четырёх углов равна 180°. Тогда ∠ABC = ∠ABB1 + ∠CBB1 = 90°. Следовательно, треугольник ABC прямоугольный.
б) Треугольник A1BA прямоугольный. Поэтому
$AA_1 ^2 =A_1B ^2 + BA ^2 = $\frac{1}{4}$ CB ^2 + BA ^2$
Аналогично из прямоугольного треугольника C1BC находим:
$CC_1 ^2 =C_1B ^2 + BC ^2 = $\frac{1}{4}$ AB ^2 + BC ^2$
Тогда $AA_1 ^2 + CC_1 ^2 = $\frac{5}{4}$ AB ^2 + $\frac{5}{4}$ BC ^2 = $\frac{5}{4}$ ( AB ^2 + BC ^2 ) = $\frac{5}{4}$ AC ^2 =125$
Ответ: 125.
Приведём другое решение пункта а).
Покажем, что медиана, проведенная к стороне AC, равна половине этой стороны. Тогда угол, противолежащий стороне AC, равен 90°, что и требуется доказать. Действительно, медианы делятся точкой пересечения в отношении 2 : 1, считая от вершины. Значит, $BB_1= $\frac{3}{2}$ BM= $\frac{3}{2}$ \cdot $\frac{1}{3}$ AC= $\frac{1}{2}$ AC$
Приведём еще одно решение пункта а).
Треугольник $AB_1B$ — = бедренный, $AB_1=B_1C=B_1B$ Отрезок $B_1C_1$ — высота треугольника $AB_1B$ отрезок $B_1C_1$ — средняя линия треугольника ABC, тогда прямые $B_1B$ и CB параллельны. Значит, прямые BC и AB перпендикулярны по теореме о перпендикулярности прямой, параллельной перпендикуляру.
Приведём еще одно решение пункта а).
Поскольку $AB_1=BB_1=CB_1$ точка $B_1$ — центр описанной окружности, а AC — ее диаметр. Тогда угол B прямой как опирающийся на диаметр.
$BB_1= $\frac{3}{2}$ BM= $\frac{3}{2}$ \cdot $\frac{1}{3}$ AC= $\frac{1}{2}$ AC$
Поэтому треугольники AB1B и CB1B = бедренные, причём ∠B1AB = ∠ABB1 и ∠B1CB = ∠CBB1. Сумма всех этих четырёх углов равна 180°. Тогда ∠ABC = ∠ABB1 + ∠CBB1 = 90°. Следовательно, треугольник ABC прямоугольный.
б) Треугольник A1BA прямоугольный. Поэтому
$AA_1 ^2 =A_1B ^2 + BA ^2 = $\frac{1}{4}$ CB ^2 + BA ^2$
Аналогично из прямоугольного треугольника C1BC находим:
$CC_1 ^2 =C_1B ^2 + BC ^2 = $\frac{1}{4}$ AB ^2 + BC ^2$
Тогда $AA_1 ^2 + CC_1 ^2 = $\frac{5}{4}$ AB ^2 + $\frac{5}{4}$ BC ^2 = $\frac{5}{4}$ ( AB ^2 + BC ^2 ) = $\frac{5}{4}$ AC ^2 =125$
Ответ: 125.
Приведём другое решение пункта а).
Покажем, что медиана, проведенная к стороне AC, равна половине этой стороны. Тогда угол, противолежащий стороне AC, равен 90°, что и требуется доказать. Действительно, медианы делятся точкой пересечения в отношении 2 : 1, считая от вершины. Значит, $BB_1= $\frac{3}{2}$ BM= $\frac{3}{2}$ \cdot $\frac{1}{3}$ AC= $\frac{1}{2}$ AC$
Приведём еще одно решение пункта а).
Треугольник $AB_1B$ — = бедренный, $AB_1=B_1C=B_1B$ Отрезок $B_1C_1$ — высота треугольника $AB_1B$ отрезок $B_1C_1$ — средняя линия треугольника ABC, тогда прямые $B_1B$ и CB параллельны. Значит, прямые BC и AB перпендикулярны по теореме о перпендикулярности прямой, параллельной перпендикуляру.
Приведём еще одно решение пункта а).
Поскольку $AB_1=BB_1=CB_1$ точка $B_1$ — центр описанной окружности, а AC — ее диаметр. Тогда угол B прямой как опирающийся на диаметр.
Правильный ответ:
125
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 64891 • Задание №3
[рис.] В правильной четырехугольной пирамиде SABCD точка O — центр основания, S — вершина, SA = 13, BD = ...
ID 66430 • Задание №10
По двум параллельным железнодорожным путям друг навстречу другу следуют скорый и пассажирский поезда, скорости...
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 69981
Высоты BB1 и CC1 остроугольного треугольника ABC пересекаются в точке H.
а) Докажите, что ∠AHB...