Дан выпуклый четырёхугольник ABCD.
а) Докажите, что отрезки LN и KM, соединяющие середины его противоположных сторон, делят друг друга пополам.
б) Найдите площадь четырёхугольника ABCD, если $LM=3 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$ $KM = 6 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$ $\angle KML=60 ^{\circ}$
а) Докажите, что отрезки LN и KM, соединяющие середины его противоположных сторон, делят друг друга пополам.
б) Найдите площадь четырёхугольника ABCD, если $LM=3 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$ $KM = 6 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$ $\angle KML=60 ^{\circ}$
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] а) Пусть K, L, M и N — середины сторон AB, BC, CD и AD четырёхугольника ABCD соответственно. Тогда KL и MN — средние линии треугольников ABC и ADC. Значит, $KL= $\frac{1}{2}$ AC=MN$ и KL || AC || MN, поэтому KLMN — параллелограмм. Его диагонали KM и LN делят друг друга пополам, что и требовалось доказать.
б) В треугольнике KLM имеем:
$KL ^2 =KM ^2 + ML ^2 - 2KM \cdot ML \cdot \cos 60 ^{\circ}=81$
Значит, KL = 9. Тогда $KM ^2 =KL ^2 + LM ^2$ поэтому треугольник KLM прямоугольный треугольник с прямым углом при вершине L. Четырёхугольник KLMN — прямоугольник, поэтому
$S_KLMN=KL \cdot LM=9 \cdot 3 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента =27 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
Отрезок KL является средней линией треугольника ABC, поэтому $S_KBL= $\frac{1}{4}$ S_ABC$ Аналогично $S_MDN= $\frac{1}{4}$ S_ADC$ Тогда имеем:
$S_KBL + S_MDN= $\frac{1}{4}$ S_ABC + $\frac{1}{4}$ S_ADC= $\frac{1}{4}$ ( S_ABC + S_ADC ) = $\frac{1}{4}$ S$
где S — искомая площадь четырёхугольника ABCD. Аналогично $S_CML + S_AKN= $\frac{1}{4}$ S$ Поэтому
$S_KLMN=S - $\frac{1}{4}$ S - $\frac{1}{4}$ S= $\frac{1}{2}$ S$
Следовательно,
$S=2S_KLMN=2 \cdot 27 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента =54 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
Ответ: $54 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
Приведем решение пункта б) wladius w.
В треугольнике KLM имеем: $KL ^2 =KM ^2 + ML ^2 - 2KM \cdot ML \cdot \cos 60 ^{\circ}=81$
Значит, KL = 9. Тогда $KM ^2 =KL ^2 + LM ^2$ поэтому треугольник KLM прямоугольный, то есть $KL \bot LM$ KL || AC, LM || BD, тогда $AC \bot BD$ Следовательно,
$S_ABCD= $\frac{1}{2}$ AC \cdot BD = $\frac{1}{2}$ \cdot 2KL \cdot 2LM = $\frac{1}{2}$ \cdot 18 \cdot 6 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента = 54 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
Примечание.
Заметим, что четырехугольник, вершинами которого являются середины сторон произвольного четырехугольника, является параллелограммом, площадь которого равна половине площади исходного четырехугольника (см. параллелограмм Вариньона). При решении данной задачи фактически доказана теорема Вариньона и следствие из нее.
б) В треугольнике KLM имеем:
$KL ^2 =KM ^2 + ML ^2 - 2KM \cdot ML \cdot \cos 60 ^{\circ}=81$
Значит, KL = 9. Тогда $KM ^2 =KL ^2 + LM ^2$ поэтому треугольник KLM прямоугольный треугольник с прямым углом при вершине L. Четырёхугольник KLMN — прямоугольник, поэтому
$S_KLMN=KL \cdot LM=9 \cdot 3 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента =27 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
Отрезок KL является средней линией треугольника ABC, поэтому $S_KBL= $\frac{1}{4}$ S_ABC$ Аналогично $S_MDN= $\frac{1}{4}$ S_ADC$ Тогда имеем:
$S_KBL + S_MDN= $\frac{1}{4}$ S_ABC + $\frac{1}{4}$ S_ADC= $\frac{1}{4}$ ( S_ABC + S_ADC ) = $\frac{1}{4}$ S$
где S — искомая площадь четырёхугольника ABCD. Аналогично $S_CML + S_AKN= $\frac{1}{4}$ S$ Поэтому
$S_KLMN=S - $\frac{1}{4}$ S - $\frac{1}{4}$ S= $\frac{1}{2}$ S$
Следовательно,
$S=2S_KLMN=2 \cdot 27 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента =54 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
Ответ: $54 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
Приведем решение пункта б) wladius w.
В треугольнике KLM имеем: $KL ^2 =KM ^2 + ML ^2 - 2KM \cdot ML \cdot \cos 60 ^{\circ}=81$
Значит, KL = 9. Тогда $KM ^2 =KL ^2 + LM ^2$ поэтому треугольник KLM прямоугольный, то есть $KL \bot LM$ KL || AC, LM || BD, тогда $AC \bot BD$ Следовательно,
$S_ABCD= $\frac{1}{2}$ AC \cdot BD = $\frac{1}{2}$ \cdot 2KL \cdot 2LM = $\frac{1}{2}$ \cdot 18 \cdot 6 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента = 54 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
Примечание.
Заметим, что четырехугольник, вершинами которого являются середины сторон произвольного четырехугольника, является параллелограммом, площадь которого равна половине площади исходного четырехугольника (см. параллелограмм Вариньона). При решении данной задачи фактически доказана теорема Вариньона и следствие из нее.
Правильный ответ:
$54 корень из: начало аргумента: 3 конец аргумента$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 70026 • Задание №17
В треугольнике ABC точки M и N лежат на сторонах AB и BC соответственно так, что $AM : MB = CN : NB = 2 : 3$ О...
ID 69873 • Задание №16
16 ноября Никита взял в банке в кредит 1 млн. руб. на шесть месяцев. Условия
возврата кредита таковы:
— 28‐г...
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...