В прямоугольном треугольнике АВС с прямым углом С точки М и N — середины катетов АС и ВС соответственно, СН — высота.
а) Докажите, что прямые МН и NH перпендикулярны.
б) Пусть Р — точка пересечения прямых АС и NH, а Q — точка пересечения прямых BC и МН. Найдите площадь треугольника PQM, если АН = 4 и ВН = 2.
а) Докажите, что прямые МН и NH перпендикулярны.
б) Пусть Р — точка пересечения прямых АС и NH, а Q — точка пересечения прямых BC и МН. Найдите площадь треугольника PQM, если АН = 4 и ВН = 2.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] а) Треугольники АНС и ВНС прямоугольные (рис. 1), поэтому $MH= $\frac{AC}{2}$ =CM$ и $NH= $\frac{CB}{2}$ =CN$ Значит, треугольники MCN и MHN равны по трём сторонам, откуда $\angle MHN = \angle MCN = 90 ^{\circ}$
б) В прямоугольном треугольнике АВС имеем: $CH= $\sqrt{аргумента: AH \cdot BH}$ аргумента =2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$ (рис. 2).
В прямоугольном треугольнике МНР и MCQ с общим углом CMH получаем:
$\frac{MH}{MP} = $\frac{MC}{MQ}$ = \cos \angle CMH$
[рис.]
поэтому треугольники МНС и MРQ подобны с коэффициентом подобия $\cos \angle CMH$
Площадь S треугольника МНС равна половине площади треугольника АНС, то есть $S= $\frac{AH \cdot CH}{4}$ =2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
Найдём $\cos \angle CMH:$
$\cos \angle CMH = \cos ( 2\angle CAH ) =2 \cos ^2 \angle CAH - 1=$ $\frac{2AH ^2}{AC ^2} - 1= $\frac{2AH ^2}{AH ^2 + CH ^2}$ - 1= \frac{1}{3}$
Значит, площадь треугольника MPQ равна $\frac{S}{\cos ^2 \angle CMH} =18 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
Ответ: б) $18 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
Примечание Дмитрий Гущина.
Площадь треугольника PQM равна половине произведения QC на PM. Для того, чтобы определить длины данных отрезков, можно два раза применить теорему Менелая к треугольнику АВС, заметив предварительно, что $CH = 2 \sqrt{2}$ $AC = 2 \sqrt{6}$ и $BC = 2 $\sqrt{3}$ :$
$\frac{1}{1} \cdot $\frac{2}{4}$ \cdot \frac{2 $\sqrt{6}$ + CP}{CP} =1$ и $\frac{2}{4} \cdot $\frac{1}{1}$ \cdot \frac{2 $\sqrt{3}$ + BQ}{BQ} =1$
откуда $CP=2 \sqrt{6}$ $BQ=2 \sqrt{3}$ Тогда $PM=3 \sqrt{6}$ $QC=4 \sqrt{3}$ следовательно,
$S_PQM = $\frac{1}{2}$ \cdot 3 $\sqrt{6}$ \cdot 4 $\sqrt{3}$ = 18 \sqrt{2}$
Приведем решение пункта б) Ивана Гладких.
Проведем отрезок AQ, получим треугольник ACQ, в котором QM будет медианой, а отрезок AB будет пересекать медиану в точке H и разбиваться этой точкой на отрезки длиной 4 и 2, считая от вершины A. Следовательно, AB тоже медиана, тогда CB = BQ, а треугольник MPQ = бедренный с равными сторонами HQ и CP.
В треугольнике ACQ отрезки QM и AB медианы, значит, $QH=2MH=2CM=AC= $\sqrt{аргумента: AH \cdot AB}$ аргумента =2 \sqrt{6}$ и $CB=BQ= $\sqrt{аргумента: BH \cdot AB}$ аргумента =2 \sqrt{3}$ В = бедренном треугольнике MPQ имеем: $HQ=CP= \sqrt{6}$ Тогда для площади треугольника MPQ получаем:
$S_MPQ = $\frac{1}{2}$ CQ \cdot MP = $\frac{1}{2}$ \cdot 3 $\sqrt{6}$ \cdot 4 $\sqrt{3}$ = 6 $\sqrt{аргумента: 18}$ аргумента =18 \sqrt{2}$
б) В прямоугольном треугольнике АВС имеем: $CH= $\sqrt{аргумента: AH \cdot BH}$ аргумента =2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$ (рис. 2).
В прямоугольном треугольнике МНР и MCQ с общим углом CMH получаем:
$\frac{MH}{MP} = $\frac{MC}{MQ}$ = \cos \angle CMH$
[рис.]
поэтому треугольники МНС и MРQ подобны с коэффициентом подобия $\cos \angle CMH$
Площадь S треугольника МНС равна половине площади треугольника АНС, то есть $S= $\frac{AH \cdot CH}{4}$ =2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
Найдём $\cos \angle CMH:$
$\cos \angle CMH = \cos ( 2\angle CAH ) =2 \cos ^2 \angle CAH - 1=$ $\frac{2AH ^2}{AC ^2} - 1= $\frac{2AH ^2}{AH ^2 + CH ^2}$ - 1= \frac{1}{3}$
Значит, площадь треугольника MPQ равна $\frac{S}{\cos ^2 \angle CMH} =18 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
Ответ: б) $18 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
Примечание Дмитрий Гущина.
Площадь треугольника PQM равна половине произведения QC на PM. Для того, чтобы определить длины данных отрезков, можно два раза применить теорему Менелая к треугольнику АВС, заметив предварительно, что $CH = 2 \sqrt{2}$ $AC = 2 \sqrt{6}$ и $BC = 2 $\sqrt{3}$ :$
$\frac{1}{1} \cdot $\frac{2}{4}$ \cdot \frac{2 $\sqrt{6}$ + CP}{CP} =1$ и $\frac{2}{4} \cdot $\frac{1}{1}$ \cdot \frac{2 $\sqrt{3}$ + BQ}{BQ} =1$
откуда $CP=2 \sqrt{6}$ $BQ=2 \sqrt{3}$ Тогда $PM=3 \sqrt{6}$ $QC=4 \sqrt{3}$ следовательно,
$S_PQM = $\frac{1}{2}$ \cdot 3 $\sqrt{6}$ \cdot 4 $\sqrt{3}$ = 18 \sqrt{2}$
Приведем решение пункта б) Ивана Гладких.
Проведем отрезок AQ, получим треугольник ACQ, в котором QM будет медианой, а отрезок AB будет пересекать медиану в точке H и разбиваться этой точкой на отрезки длиной 4 и 2, считая от вершины A. Следовательно, AB тоже медиана, тогда CB = BQ, а треугольник MPQ = бедренный с равными сторонами HQ и CP.
В треугольнике ACQ отрезки QM и AB медианы, значит, $QH=2MH=2CM=AC= $\sqrt{аргумента: AH \cdot AB}$ аргумента =2 \sqrt{6}$ и $CB=BQ= $\sqrt{аргумента: BH \cdot AB}$ аргумента =2 \sqrt{3}$ В = бедренном треугольнике MPQ имеем: $HQ=CP= \sqrt{6}$ Тогда для площади треугольника MPQ получаем:
$S_MPQ = $\frac{1}{2}$ CQ \cdot MP = $\frac{1}{2}$ \cdot 3 $\sqrt{6}$ \cdot 4 $\sqrt{3}$ = 6 $\sqrt{аргумента: 18}$ аргумента =18 \sqrt{2}$
Правильный ответ:
б) $18 корень из: начало аргумента: 2 конец аргумента$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 68620 • Задание №15
Решите неравенство: $x корень из: начало аргумента: 8 конец аргумента минус 7x плюс 14 корень из: начало аргум...
ID 65549 • Задание №6
[рис.] В треугольнике ABC AC = BC = 25, AB = 40. Найдите $синус A$...
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...