Окружность, вписанная в трапецию ABCD, касается ее боковых сторон AB и CD в точках M и N соответственно. Известно, что AM = 8MB и DN = 2CN.
а) Докажите, что AD = 4BC.
б) Найдите длину отрезка MN, если радиус окружности равен $\sqrt{аргумента: 6} аргумента$
а) Докажите, что AD = 4BC.
б) Найдите длину отрезка MN, если радиус окружности равен $\sqrt{аргумента: 6} аргумента$
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] а) Пусть окружность касается оснований BC и AD в точках K и L соответственно, а ее центр находится в точке O.
Лучи AO и BO являются биссектрисами углов BAD и ABC соответственно, поэтому
$\angleBAO + \angleABO= $\frac{\angleBAD + \angleABC}{2}$ =90 ^{\circ}$
то есть треугольник AOB прямоугольный. Аналогично треугольник COD тоже прямоугольный. Пусть BM = x, CN = y, тогда AM = 8x, DN = 2y.
$MO= $\sqrt{аргумента: AM \cdot MB}$ аргумента =2 $\sqrt{2}$ \cdot x=NO= $\sqrt{аргумента: CN \cdot ND}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента \cdot y$
откуда y = 2x. Получаем: BK = BM = x, AL = AM = 8x, CK = CN = 2x, DL = DN = 4x, BC = BK + KC = 3x, AD = AL + LD = 12x, то есть AD = 4BC.
б) Заметим, что $OM=2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента \cdot x= $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента$ поэтому $x= \frac{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2}$
Пусть прямые AB и CD пересекаются в точке P, а прямые MN и PO пересекаются в точке Q. Тогда треугольники BPC и APD подобны, поэтому AP = 4BP, AB = 3BP, BP = 3x, PN = PM = 4x. Прямая PO является серединным перпендикуляром к MN. В прямоугольном треугольнике OMP получаем:
$OP= $\sqrt{аргумента: OM ^2 + MP ^2}$ аргумента =2 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента \cdot x, MQ= $\frac{MP \cdot MO}{PO}$ = \frac{4 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{3} \cdot x$
Значит, $MN=2MQ= \frac{8 $\sqrt{3}$}{3} \cdot x=4$
Ответ: б) 4.
Приведем другое решение пункта а).
[рис.]
Пусть окружность касается оснований BC и AD в точках K и L соответственно, ее центр находится в точке O, а BM = x, CN = y, тогда AM = 8x, DN = 2y. Поскольку точки M, K, N и L — точки касания, $MB = BK = x$ $KC = CN = y$ $LD = DN = 2y$ и $AM = AL = 8x$ Опустим высоты BH и CQ:
$AH=AL - BK=7x$ $QD=LD - KC=y$
тогда по теореме Пифагора $BH= $\sqrt{аргумента: AB ^2 - AH ^2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 32}$ аргумента x$ $CQ= $\sqrt{аргумента: CD ^2 - QD ^2}$ аргумента = $\sqrt{8}$ y$ Поскольку $BH=CQ$ имеем $\sqrt{аргумента: 32} аргумента x= $\sqrt{8}$ y$ откуда $y=2x$
Таким образом, BC = BK + KC = 3x, AD = AL + LD = 12x, то есть AD = 4BC.
Лучи AO и BO являются биссектрисами углов BAD и ABC соответственно, поэтому
$\angleBAO + \angleABO= $\frac{\angleBAD + \angleABC}{2}$ =90 ^{\circ}$
то есть треугольник AOB прямоугольный. Аналогично треугольник COD тоже прямоугольный. Пусть BM = x, CN = y, тогда AM = 8x, DN = 2y.
$MO= $\sqrt{аргумента: AM \cdot MB}$ аргумента =2 $\sqrt{2}$ \cdot x=NO= $\sqrt{аргумента: CN \cdot ND}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента \cdot y$
откуда y = 2x. Получаем: BK = BM = x, AL = AM = 8x, CK = CN = 2x, DL = DN = 4x, BC = BK + KC = 3x, AD = AL + LD = 12x, то есть AD = 4BC.
б) Заметим, что $OM=2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента \cdot x= $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента$ поэтому $x= \frac{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2}$
Пусть прямые AB и CD пересекаются в точке P, а прямые MN и PO пересекаются в точке Q. Тогда треугольники BPC и APD подобны, поэтому AP = 4BP, AB = 3BP, BP = 3x, PN = PM = 4x. Прямая PO является серединным перпендикуляром к MN. В прямоугольном треугольнике OMP получаем:
$OP= $\sqrt{аргумента: OM ^2 + MP ^2}$ аргумента =2 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента \cdot x, MQ= $\frac{MP \cdot MO}{PO}$ = \frac{4 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{3} \cdot x$
Значит, $MN=2MQ= \frac{8 $\sqrt{3}$}{3} \cdot x=4$
Ответ: б) 4.
Приведем другое решение пункта а).
[рис.]
Пусть окружность касается оснований BC и AD в точках K и L соответственно, ее центр находится в точке O, а BM = x, CN = y, тогда AM = 8x, DN = 2y. Поскольку точки M, K, N и L — точки касания, $MB = BK = x$ $KC = CN = y$ $LD = DN = 2y$ и $AM = AL = 8x$ Опустим высоты BH и CQ:
$AH=AL - BK=7x$ $QD=LD - KC=y$
тогда по теореме Пифагора $BH= $\sqrt{аргумента: AB ^2 - AH ^2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 32}$ аргумента x$ $CQ= $\sqrt{аргумента: CD ^2 - QD ^2}$ аргумента = $\sqrt{8}$ y$ Поскольку $BH=CQ$ имеем $\sqrt{аргумента: 32} аргумента x= $\sqrt{8}$ y$ откуда $y=2x$
Таким образом, BC = BK + KC = 3x, AD = AL + LD = 12x, то есть AD = 4BC.
Правильный ответ:
б) 4
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 69076 • Задание №15
Решите неравенство: $дробь: числитель: 3 в степени левая круглая скобка |x в квадрате минус 2x минус 1| правая...
ID 71779 • Задание №19
Агата добиралась от дома до института на своем автомобиле с постоянной скоростью 100 км/ч. Обратно она ехала ...
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...