В прямоугольный треугольник ABC вписана окружность, касающаяся катетов AC, BC и гипотенузы AB в точках M, E и K соответственно. Отрезок EH — перпендикуляр из точки E на прямую MK.
а) Докажите, что EK ∥ CH.
б) Известно, что AC = 15, BC = 8. Найти отношение CH к EK.
а) Докажите, что EK ∥ CH.
б) Известно, что AC = 15, BC = 8. Найти отношение CH к EK.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] а) Отрезки касательных, проведенных из одной точки, равны, отсюда $BK = BE$ $CE = CM$ $AM = AK$ Сумма углов MCE и MHE равна 180°, поэтому четырехугольник MHEC — вписанный. Следовательно, углы EMH и ECH равны как вписанные, опирающиеся на одну дугу. Угол между касательной и хордой равен вписанному углу, опирающемуся на ту же дугу, которую стягивает эта хорда, а потому $\angle BEK = \angle EMK$ Таким образом, $\angle BEK = \angle ECH$ то есть при пересечении прямых EK и CH секущей BC соответственные углы равны, а такие прямые параллельны.
б) Длину гипотенузы треугольника ABC найдем по теореме Пифагора:
$AB = $\sqrt{аргумента: AC ^2 + BC ^2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 225 + 64}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 289}$ аргумента = 17$
откуда $\cos \angle ABC = \frac{8}{17}$ Пусть $\angle BEK = альфа$ тогда из = бедренного треугольника BEK находим $\angle ABC = 180 ^{\circ} - 2 альфа$ Получаем:
$\cos ( 180 ^{\circ} - 2 альфа ) = $\frac{8}{17}$ = сильно - \cos 2 альфа = $\frac{8}{17}$ = сильно$
$ = сильно 1 - 2 \cos ^2 альфа = $\frac{8}{17}$ = сильно \cos ^2 альфа = $\frac{9}{34}$ \underset 0 ^{\circ} меньше альфа меньше 90 ^{\circ} \mathop = сильно \cos альфа = \frac{3 $\sqrt{аргумента: 34}$ аргумента}{34}$ $\cos ( 180 ^{\circ} - 2 альфа ) = $\frac{8}{17}$ = сильно$
$ = сильно - \cos 2 альфа = $\frac{8}{17}$ = сильно 1 - 2 \cos ^2 альфа = $\frac{8}{17}$ = сильно$
$ = сильно \cos ^2 альфа = $\frac{9}{34}$ \underset 0 ^{\circ} меньше альфа меньше 90 ^{\circ} \mathop = сильно \cos альфа = \frac{3 $\sqrt{аргумента: 34}$ аргумента}{34}$
Пусть $BE = x$ $CE = y$ $AM = z$ Из условия получаем:
$$$\begin{cases} x + y = 8 \\[6pt] y + z = 15 \\[6pt] x + z = 17 \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} 2x + y + z = 25 \\[6pt] y = 8 - x \\[6pt] z = 17 - x \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} 2x = 10 \\[6pt] y = 8 - x \\[6pt] z = 17 - x \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} x = 5 \\[6pt] y = 3 \\[6pt] z = 12. \end{cases}$$$
По теореме \cos ов для треугольника BEK находим:
$\cos \angle ABC = $\frac{BE ^2 + EK ^2 - BK ^2}{2BE \cdot EK}$ = $\frac{EK ^2}{2BE \cdot EK}$ = \frac{EK}{2BE}$
откуда
$EK = 2BE \cdot \cos \angle ABC = 2 \cdot 5 \cdot \frac{3 $\sqrt{аргумента: 34}$ аргумента}{34} = \frac{15 $\sqrt{аргумента: 34}$ аргумента}{17}$
Из прямоугольного = бедренного треугольника ECM находим $EM = CE $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента = 3 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$ Отрезок EM — диаметр описанной около четырехугольника CEHM окружности, потому что на него опираются два прямых угла. Эта окружность служит описанной и для треугольника CEH. По свойству вписанного четырехугольника получаем $\angle CEH = 180 ^{\circ} - \angle CMH = \angle KMA$ По теореме \sin ов для треугольника CEH находим:
$CH = 3 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента \sin \angle CEH = 3 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента \sin \angle KMA$
В = бедренном треугольнике AKM $\cos \angle BAC = \cos ( 180 ^{\circ} - 2 \angle KMA ) = \frac{15}{17}$ а потому
$\cos ( 180 ^{\circ} - 2 \angle KMA ) = $\frac{15}{17}$ = сильно - \cos 2 \angle KMA = $\frac{15}{17}$ = сильно$
$ = сильно 2 \sin ^2 \angle KMA - 1 = $\frac{15}{17}$ = сильно \sin ^2 \angle KMA = $\frac{16}{17}$ \underset 0 ^{\circ} меньше \angle KMA меньше 90 ^{\circ} \mathop = сильно \sin \angle KMA = \frac{4 $\sqrt{аргумента: 17}$ аргумента}{17}$ $\cos ( 180 ^{\circ} - 2 \angle KMA ) = $\frac{15}{17}$ = сильно$
$ = сильно - \cos 2 \angle KMA = $\frac{15}{17}$ = сильно 2 \sin ^2 \angle KMA - 1 = $\frac{15}{17}$ = сильно$
$ = сильно \sin ^2 \angle KMA = $\frac{16}{17}$ \underset 0 ^{\circ} меньше \angle KMA меньше 90 ^{\circ} \mathop = сильно \sin \angle KMA = \frac{4 $\sqrt{аргумента: 17}$ аргумента}{17}$
Следовательно,
$\frac{CH}{EK} = \frac{3 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента \sin \angle KMA}{EK} = \frac{12 $\sqrt{аргумента: 34}$ аргумента}{17} : \frac{15 $\sqrt{аргумента: 34}$ аргумента}{17} = $\frac{12}{15}$ = \frac{4}{5}$
Ответ: б) $\frac{4}{5}$
б) Длину гипотенузы треугольника ABC найдем по теореме Пифагора:
$AB = $\sqrt{аргумента: AC ^2 + BC ^2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 225 + 64}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 289}$ аргумента = 17$
откуда $\cos \angle ABC = \frac{8}{17}$ Пусть $\angle BEK = альфа$ тогда из = бедренного треугольника BEK находим $\angle ABC = 180 ^{\circ} - 2 альфа$ Получаем:
$\cos ( 180 ^{\circ} - 2 альфа ) = $\frac{8}{17}$ = сильно - \cos 2 альфа = $\frac{8}{17}$ = сильно$
$ = сильно 1 - 2 \cos ^2 альфа = $\frac{8}{17}$ = сильно \cos ^2 альфа = $\frac{9}{34}$ \underset 0 ^{\circ} меньше альфа меньше 90 ^{\circ} \mathop = сильно \cos альфа = \frac{3 $\sqrt{аргумента: 34}$ аргумента}{34}$ $\cos ( 180 ^{\circ} - 2 альфа ) = $\frac{8}{17}$ = сильно$
$ = сильно - \cos 2 альфа = $\frac{8}{17}$ = сильно 1 - 2 \cos ^2 альфа = $\frac{8}{17}$ = сильно$
$ = сильно \cos ^2 альфа = $\frac{9}{34}$ \underset 0 ^{\circ} меньше альфа меньше 90 ^{\circ} \mathop = сильно \cos альфа = \frac{3 $\sqrt{аргумента: 34}$ аргумента}{34}$
Пусть $BE = x$ $CE = y$ $AM = z$ Из условия получаем:
$$$\begin{cases} x + y = 8 \\[6pt] y + z = 15 \\[6pt] x + z = 17 \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} 2x + y + z = 25 \\[6pt] y = 8 - x \\[6pt] z = 17 - x \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} 2x = 10 \\[6pt] y = 8 - x \\[6pt] z = 17 - x \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} x = 5 \\[6pt] y = 3 \\[6pt] z = 12. \end{cases}$$$
По теореме \cos ов для треугольника BEK находим:
$\cos \angle ABC = $\frac{BE ^2 + EK ^2 - BK ^2}{2BE \cdot EK}$ = $\frac{EK ^2}{2BE \cdot EK}$ = \frac{EK}{2BE}$
откуда
$EK = 2BE \cdot \cos \angle ABC = 2 \cdot 5 \cdot \frac{3 $\sqrt{аргумента: 34}$ аргумента}{34} = \frac{15 $\sqrt{аргумента: 34}$ аргумента}{17}$
Из прямоугольного = бедренного треугольника ECM находим $EM = CE $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента = 3 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$ Отрезок EM — диаметр описанной около четырехугольника CEHM окружности, потому что на него опираются два прямых угла. Эта окружность служит описанной и для треугольника CEH. По свойству вписанного четырехугольника получаем $\angle CEH = 180 ^{\circ} - \angle CMH = \angle KMA$ По теореме \sin ов для треугольника CEH находим:
$CH = 3 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента \sin \angle CEH = 3 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента \sin \angle KMA$
В = бедренном треугольнике AKM $\cos \angle BAC = \cos ( 180 ^{\circ} - 2 \angle KMA ) = \frac{15}{17}$ а потому
$\cos ( 180 ^{\circ} - 2 \angle KMA ) = $\frac{15}{17}$ = сильно - \cos 2 \angle KMA = $\frac{15}{17}$ = сильно$
$ = сильно 2 \sin ^2 \angle KMA - 1 = $\frac{15}{17}$ = сильно \sin ^2 \angle KMA = $\frac{16}{17}$ \underset 0 ^{\circ} меньше \angle KMA меньше 90 ^{\circ} \mathop = сильно \sin \angle KMA = \frac{4 $\sqrt{аргумента: 17}$ аргумента}{17}$ $\cos ( 180 ^{\circ} - 2 \angle KMA ) = $\frac{15}{17}$ = сильно$
$ = сильно - \cos 2 \angle KMA = $\frac{15}{17}$ = сильно 2 \sin ^2 \angle KMA - 1 = $\frac{15}{17}$ = сильно$
$ = сильно \sin ^2 \angle KMA = $\frac{16}{17}$ \underset 0 ^{\circ} меньше \angle KMA меньше 90 ^{\circ} \mathop = сильно \sin \angle KMA = \frac{4 $\sqrt{аргумента: 17}$ аргумента}{17}$
Следовательно,
$\frac{CH}{EK} = \frac{3 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента \sin \angle KMA}{EK} = \frac{12 $\sqrt{аргумента: 34}$ аргумента}{17} : \frac{15 $\sqrt{аргумента: 34}$ аргумента}{17} = $\frac{12}{15}$ = \frac{4}{5}$
Ответ: б) $\frac{4}{5}$
Правильный ответ:
б) $дробь: числитель: 4, знаменатель: 5 конец дроби$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 67313 • Задание №12
Решите неравенство: $2 логарифм по основанию левая круглая скобка 25 правая круглая скобка левая круглая скобк...
ID 67631 • Задание №13
а) Решите уравнение $корень из: начало аргумента: 2 конец аргумента синус 2x плюс 4 косинус в квадрате левая ...
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) 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 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) 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...